郭天聰,寧 欣,倪 楠,孟曉丹,邊明艷,薛運昕
(遼寧省金秋醫(yī)院呼吸內科,沈陽 110000)
肺動脈高壓(pulmonary arterial hypertension,PAH)是一種進展性的復雜心血管系統(tǒng)疾病,其血流動力學診斷標準為:海平面靜息狀態(tài)下,右心導管檢測肺動脈平均壓(mean pulmonary artery pressure,PAP)≥25 mm Hg。PAH是常見病、多發(fā)病,為肺動脈壓力升高并且超過一定界值的血流動力學和病理生理狀態(tài),可導致右心心力衰竭,臨床上PAH可以是一種獨立的疾病,也可以是并發(fā)癥或是綜合征[1]。隨著新治療方法的不斷出現(xiàn),PAH仍是一種病死率較高的疾病,病死率約為5.5/10萬人[2],因此,仍需要對其進行深入的研究。miRNA(miR)是一類長19~25 NT的非編碼小RNA,通過抑制翻譯或降解mRNA轉錄本的方式,從轉錄及轉錄后水平調控靶基因的表達[3]。miR參與調節(jié)細胞的多種生物學功能,包括增殖、分化、凋亡、遷移、侵襲及細胞周期[4]。然而,miR在心血管疾病中的研究較少。因此,本研究擬從miR的角度探索PAH的發(fā)生、發(fā)展,以期為PAH的診斷及治療帶來新的幫助,現(xiàn)報道如下。
1.1一般資料 選取2017年2月至2018年2月本院初診的30例PAH患者為試驗組,患者未經(jīng)任何降壓治療,除外其他基礎疾病。納入標準:診斷嚴格遵守尼斯2013版PAH診療標準[5],且經(jīng)過動脈導管測量確診,同時根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)標準[6]對患者進行功能分級,其中1級7例,2級16例,3級6例,4級1例。排除標準:(1)心肌梗死、肝腎功能不全、左心心力衰竭、肺栓塞、自身免疫性疾病、腫瘤、近期手術;(2)近期感染;(3)低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)<70 mg/L;(4)妊娠或哺乳期。30例患者中男13例,女17例,中位年齡29歲。選取同期本院健康體檢者30例作為對照組,其中男16例,女14例,中位年齡31歲。兩組對象性別、中位年齡比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準,患者簽署知情同意書。
1.2方法
1.2.1細胞培養(yǎng) 人肺動脈平滑肌細胞(HPVSMC)購自上海富衡生物,人胚腎細胞株HEK293購自上海生科院,常規(guī)培養(yǎng)于DMEM培養(yǎng)基(含10%胎牛血清、100 μg/mL鏈霉素及100 IU/mL青霉素),在37 ℃、5% CO2及飽和濕度的條件下進行培養(yǎng),取對數(shù)期細胞進行后續(xù)實驗。
1.2.2熒光素酶報告基因檢測 HEK293細胞應用miR-182 mimics及肌細胞增強因子2C(MEF2C) 3′UTR熒光素酶載體共轉染,以NC及空載體為對照,轉染24 h后進行熒光素酶檢測,參照Promega公司熒光素酶檢測系統(tǒng)。mimics由上海吉瑪公司合成,MEF2C 3′UTR熒光素酶載體由賽業(yè)生物構建。
1.2.3實時熒光定量PCR(RT-PCR)檢測 PAH患者入院后于第1次治療前采集外周血標本,并收集同期健康體檢者外周血標本,采血2~3 mL于乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管,外周血標本采用淋巴細胞分離液分離單個核細胞,并加Trizol 1 mL于EP管中于-20 ℃冰箱保存。標本收集完成后,采用Trizol-氯仿方法提取細胞總RNA,于-20 ℃冰箱臨時保存,隨后采用Oligo dT法及特異性引物法進行反轉錄,以管家基因U6為內參,同時進行miR-182、MEF2C及U6的RT-PCR。反應體系如下:95 ℃ 30 s,95 ℃ 5 s,60 ℃ 34 s,35個循環(huán),95 ℃ 15 s,60 ℃ 1 min,95 ℃ 15 s。RT-PCR反應設置3個復孔,得出Ct均值,以健康者為對照,應用△△Ct相對定量法分析miR-182及MEF2C表達水平的差異?!鳌鰿t=△Ct試驗組-△Ct對照組,△Ct=Ct目的基因-Ct管家基因,2-△△Ct即為基因表達差異的倍數(shù)。引物序列,MEF2C正向:TCT GTC TGG CTT CAA CAC TG;反向:TGG TGG TAC GGT CTC TAG GA。miR-182正向1:GTT GGC TCT GGT GCA GGG TCC GAG GTA TTC GCA CCA GAG CCA ACA GTG TGA G;正向2:CGG CGG TTT GGC AAT GGT AGA ACT;反向2:GTG CAG GGT CCG AGG T。U6正向:CTC GCT TCG GCA GCA CA;反向:AAC GAT TCA CGA ATT TGC GT。
1.2.4Western blot檢測 單去污裂解液提取HPVSMC總蛋白,以考馬斯亮藍法進行定量。將煮沸變性后蛋白進行十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠(SDS-PAGE)電泳,并低溫轉移到聚偏氟乙烯(PVDF)膜上。室溫封閉膜后與MEF2C抗體(1∶1 000)和GAPDH內參抗體(1∶5 000)進行一抗孵育過夜,相應的辣根過氧化物酶標記二抗孵育(1∶5 000)1 h,最后以ECL發(fā)光法檢測條帶。
1.2.5細胞增殖能力檢測 采用DOJINDO細胞計數(shù)試劑盒(CCK-8)檢測細胞增殖能力,于轉染第0~4天分別進行檢測,操作嚴格遵守說明書進行,并在多功能酶標分析儀MB580檢測波長為450 nm的OD值。細胞活力%=(試驗組OD-空白組OD)/(對照組OD-空白組OD)×100%。細胞檢測時間設為5個時間點:0、1、2、3、4 d,其中0 d設為轉染后6 h。細胞計數(shù)2 000個并鋪板,鋪板6 h后進行轉染,每48 h進行細胞換液。
2.1miR-182與MEF2C的3′UTR靶向調控關系驗證 根據(jù)生物信息學預測(targetscan),發(fā)現(xiàn)miR-182可以靶向結合于MEF2C的3′UTR區(qū),見圖1A。熒光素酶報告基因結果顯示,wtMEF2C與miR-182 mimics共轉染,熒光素酶活性降低(t=6.042,P=0.004),而mutMEF2C與miR-182共轉染,熒光素酶活性并無顯著降低(P=0.563),見圖1B。
A:miR-182靶向結合MEF2C的3′-UTR區(qū)示意圖及突變型載體;B:wtMEF2C、mutMEF2C、miR-182共轉染HEK293細胞24 h后熒光素酶活性檢測柱狀圖;a:P<0.05,與wtMEF2C比較
圖1 miR-182靶向結合于MEF2C的3′-UTR區(qū)
2.2兩組miR-182及MEF2C相對表達水平比較 與對照組比較,試驗組miR-182表達升高(t=5.216,P=0.006),而MEF2C表達降低(t=3.128,P=0.035),見圖2。
A:miR-182相對表達水平;B:MEF2C相對表達水平;a:P<0.05,與對照組比較
圖2兩組miR-182及MEF2C相對表達水平比較
2.3miR-182對MEF2C蛋白的調控 與對照組比較,轉染miR-182抑制劑后,HPVSMC中MEF2C蛋白表達顯著增高(t=3.526,P=0.024),見圖3。
A:HPVSMC中轉染miR-182抑制劑后MEF2C蛋白檢測;B:MEF2C及GAPDH灰度值分析柱狀圖;a:P<0.05,與對照組比較
圖3 miR-182對MEF2C蛋白的調控
A:轉染miR-182抑制劑后HPVSMC的增殖曲線;a:P<0.05,與對照組比較
圖4 miR-182對HPVSMC的增殖影響
2.4miR-182對HPVSMC細胞增殖能力的影響 與對照組比較,在HPVSMC中轉染miR-182抑制劑后,發(fā)現(xiàn)HPVSMC的增殖能力降低,采用重復測量T檢驗發(fā)現(xiàn),miR-182抑制劑對HPVSMC細胞增殖抑制作用具有時間依賴性(P=0.019),提示miR-182促進HPVSMC的細胞增殖。其中抑制率在第3天及第4天即達到顯著差異(P=0.005,0.027),見圖4。
PAH是一種多因素疾病,遺傳學、表觀遺傳學及環(huán)境均可導致PAH的發(fā)生。近年來,越來越多的miR被發(fā)現(xiàn)參與PAH的發(fā)病,COURBOULIN等[7]在PAH患者和健康對照者的肺組織標本中比對了337個miR,發(fā)現(xiàn)有6種miR存在上調,而只有1種miR存在下調。隨之,RHODES等[8]通過對PAH患者和健康對照者的血漿標本進行芯片篩查,發(fā)現(xiàn)有58種miR存在異常表達,其中miR-150降低最為顯著,且對于PAH患者有著更差的預后。此外,研究者發(fā)現(xiàn)還有更多的miR在PAH患者中存在異常表達,但是迄今為止,僅有數(shù)種miR被通過實驗證明確實在PAH的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮一定的作用,包括miR-17-92、miR-143/145、miR-21和miR-124等[9-13]。
miR-182通常被認為是原癌基因在腫瘤的高表達,并促進腫瘤細胞增殖,例如miR-182在乳腺癌中高表達,并且通過靶向叉頭蛋白F2(FOXF2)促進腫瘤細胞增殖和遷移[14]。miR-182在結腸癌中高表達,并且通過磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信號通路維持腫瘤細胞的干細胞狀態(tài)[15],miR-182在膠質瘤中高表達,并且通過靶向果糖-2,6-二磷酸酶2(PFKFB2)提高腫瘤細胞增殖及侵襲能力[16]。本研究首次通過PCR方法發(fā)現(xiàn)miR-182在PAH患者中存在顯著上調,推測其可能在PAH的發(fā)生、發(fā)展中起到某種作用。而關于miR-182在非腫瘤性疾病中研究較少,有研究證明其在腦梗死患者存在高表達,且預示著較高的復發(fā)率,因此需要進一步來研究miR-182在PAH的作用機制。另外,miR-182在PAH患者血漿中存在高表達,提示其作為PAH診斷靶點的可能性,目前右心導管檢查是PAH診斷的金標準,但作為有創(chuàng)性檢查較大地限制了其應用。MEF2C通常被認為參與HPVSMC增殖及分化[17],重建其高表達會抑制肺動脈內皮細胞的增殖,進而緩解PAH癥狀[18]。而miR-182可通過下調MEF2C促進HPVSMC的增殖,并通過CCK-8實驗驗證了這一現(xiàn)象。有研究通過小鼠實驗表明miR-182可通過靶向MYADM重塑HPVSMC表型來延緩動脈粥樣硬化[19],這與本研究一致,同時也輔助證明miR-182參與HPVSMC的增殖。
本研究中首次報道了miR-182在PAH患者中高表達,為PAH患者的診斷提供新的幫助。miR-182通過調節(jié)MEF2C促進HPVSMC的增殖,參與PAH的發(fā)生、發(fā)展,為PAH的發(fā)病機制提供新的思路,并且為其治療提供新的靶點。