羅秀梅,劉競麗,王偉,李東斌,覃武,李鳳梅,周振華
(廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院神經(jīng)科,廣西 南寧 530021)
短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack,TIA)是臨床中較為常見的一種缺血性腦血管病,其發(fā)作時持續(xù)時間為數(shù)分鐘到1 h,在24 h之內(nèi)神經(jīng)功能能夠完全恢復(fù)[1]。微小RNA(microRNA,miRNA)是由20個-24個核苷酸組成的內(nèi)源性非編碼RNA,有研究表示miRNA在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的成熟發(fā)育和多項神經(jīng)生理過程,起關(guān)鍵的調(diào)控作用[2]。
在本次研究中,我們通過模擬短暫性腦缺血發(fā)作,再通過q RT-PCR技術(shù)篩檢測血漿中外泌體源性miR-22-5p表達趨勢,并探討其作為生物標志物潛在價值。
1.1 實驗動物及分組 實驗動物選擇的為成年健康Sprague-Dawley(SD)大鼠,體質(zhì)量為(260±20)g,購買于廣西醫(yī)科大學實驗動物中心。將20只SD大鼠隨機分為了假手術(shù)組、缺血造模組(缺血5 min組、10 min組、2 h組),每組各5只大鼠。整個動物實驗過程中,動物的處理均符合動物倫理學標準。
1.2 SD大鼠大腦中動脈栓塞模型的制備 SD大鼠右側(cè)大腦中動脈栓塞模型。步驟如下:用 10%的水合氯醛對大鼠通過腹腔注射進行麻醉,沿頸正中線切開1 cm-2 cm長的切口,輕柔的暴露右側(cè)的頸總動脈、頸內(nèi)動脈和頸外動脈。用縫線結(jié)扎頸總動脈遠心端、頸外動脈,然后在頸總動脈剪開一小口,緩慢插入線栓,深度約為18 mm,用縫線固定線栓,剪去線栓尾部。假手術(shù)組的大鼠,只需要暴露和分離頸總動脈、頸內(nèi)動脈及頸外動脈即可,不需要插入線栓。
1.3 血漿樣本的采集 分別抽取假手術(shù)組,大腦中動脈栓塞后5 min、10 min、2 h的大鼠動脈血樣本。
1.4 HE染色 將大鼠腦組織載玻片復(fù)溫30 min后脫蠟再放在不同濃度乙醇中進行脫水,之后放入蘇木素染液。沖洗玻片后放0.5%的伊紅染液進行染色。沖洗后再脫水。最后將玻片放入二甲苯溶液中3 min后,取出烘干,用中性樹脂封片。HE染色完成后,使用顯微鏡(100×)觀察切片,以評估神經(jīng)細胞的受損程度。
1.5 外泌體的分離 按照exo RNeasy Serum/Plasma Kit試劑盒說明書提取大鼠血漿外泌體。
1.6 透射電子顯微鏡觀察外泌體形態(tài) 大鼠血漿外泌體樣本解凍并混勻后取10 μL外泌體懸液滴于硬紙板上,200目銅網(wǎng)覆蓋1 min,再用1%醋酸雙氧鈾負染15 s,室溫晾干。銅網(wǎng)然后將安裝在透射電鏡上觀察外泌體的形態(tài)并拍照。
1.7 血漿外泌體源性RNA提取 使用mi RNeasy?Serum/Plasma kit提取外泌體源性總 RNA。血漿外泌體解凍后,轉(zhuǎn)移到離心柱并700 μL的QIAzol 溶液,5,000g,室溫離心5 min。將溶解液轉(zhuǎn)移至新的EP管中,室溫下孵育5 min。然后加入90 μL氯仿,混勻后室溫孵育3 min,12,000 g,4oC離心15 min。將上清液轉(zhuǎn)移新的EP管中,按2倍體積的100%乙醇加入EP管中并混勻。吸取混合液體轉(zhuǎn)移至離心柱中,8,000g,室溫離心15 s丟棄濾液。按相同步驟將剩下的液體加入離心柱內(nèi)離心后丟棄過濾液。然后將Buffer RWT溶液加入離心柱中,8,000g,室溫離心15 s,丟棄濾液。繼續(xù)加Buffer RPE溶液,8,000g,室溫離心15 s丟棄濾液,重復(fù)上一步驟。離心干燥柱膜后,換新的EP管后,將10 μL的RNase-free水滴在離心柱的膜中央,15,000g,室溫離心1 min。EP管中的濾液即為RNA樣品。
圖1 A:血漿外泌體mi-22-5p在假手術(shù)組及缺血各組中的相對表達水平(*P<0.05);B:血漿外泌體源性mi-22-5p在大鼠中的診斷價值:缺血5 min,mi-22-5p表達量的ROC曲線下面積AUC=0.880。
1.8 q RT-PCR外泌體源性RNA的表達量 將提取的血漿外泌體源性RNA按Takara公司逆轉(zhuǎn)錄試劑盒步驟進行逆轉(zhuǎn)錄后得到cDNA。然后使用實時熒光定量PCR檢測血漿外泌體源性miR-22-5p的表達量。
1.9 統(tǒng)計學分析 將數(shù)據(jù)使用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計學分析。用平均值±標準差(Mean±SD)表示計算結(jié)果,多樣本均數(shù)比較采用單因素方差,以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義;用ROC曲線評估血漿外泌體源性miRNA在短暫性腦缺血發(fā)作中的診斷價值。
2.1 HE染色 在顯微鏡下觀察假手術(shù)組腦組織的切片,可以看見腦組織結(jié)構(gòu)正常,神經(jīng)元細胞結(jié)構(gòu)完整;而造模后,缺血5 min組的腦組織切片可見少量神經(jīng)細胞壞死和水腫;缺血10 min組,可見細胞核固縮,深染,數(shù)量較缺血5 min組增加,細胞排列紊亂;缺血2 h組,鏡下可見神經(jīng)纖維網(wǎng)空泡化、纖維破碎溶解,大量神經(jīng)元壞死。
2.2 血漿外泌體源性rno-miR-22-5p的相對表達水平 與假手術(shù)組,血漿外泌體源性rno-miR-22-5p在缺血5 min、10 min組中表達水平呈上調(diào)趨勢,表達量有明顯差異且有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而缺血5 min、10 min組與缺血2 h組對比,血漿外泌體源性rno-miR-22-5p在缺血2 h組中表達呈明顯下降趨勢(P<0.05,圖1A)。
2.3 ROC 曲線預(yù)測血漿外泌體源性rno-miR-22-5的診斷價值 使用ROC曲線,評價血漿外泌體源性miR-22-5p缺血5 min和10 min的表達量對大鼠短暫性腦缺血發(fā)作的診斷價值。在腦缺血5 min組,miR-22-5p表達量的ROC曲線下面積AUC=0.880(圖1B)。結(jié)果顯示血漿外泌體源性rnomiR-22-5p對大鼠短暫性腦缺血發(fā)作有著很高的診斷價值。
短暫性腦缺血發(fā)作屬于缺血性卒中的一種重要類型,多因腦部血管病變,使頸動脈或椎-基底動脈系統(tǒng)短暫性供血不足,導致局灶性腦缺血,從而產(chǎn)生短暫神經(jīng)功能障礙。目前影像學檢查可以提示腦組織缺血征象[3],但影像學檢測得費用高,技術(shù)復(fù)雜及設(shè)備要求高無法普及。因此尋找容易普及而且能有效預(yù)測TIA發(fā)生發(fā)展的血液標志物,對腦卒中的防治具有重要意義。
外泌體具備雙膜結(jié)構(gòu)能,從而使miRNA不易降解,穩(wěn)定性高[4]。最近有研究表明,外泌體可通過血腦屏障轉(zhuǎn)移至體循環(huán),提示血漿中外泌體所攜帶的miRNAs可能更真實地反映顱內(nèi)情況,具備作為短暫性腦缺血診斷生物標志物的潛力。在本次研究中,我們檢測血漿外泌體源性miR-22-5p是否能成為短暫性腦缺血的生物標志物。
首先,我們通過模擬短暫性腦缺血發(fā)作(缺血5 min、10 min)。使用qRT-PCR技術(shù)檢測其在血漿中rno-miR-22-5p的相對表達量。結(jié)果提示:與假手術(shù)組對比,缺血5 min和缺血10 min表達均升高,而缺血2 h時rno-miR-22-5p在血漿中的表達量降低。以上結(jié)果提示,與假手術(shù)組及缺血2 h對比,血漿外泌體源性rno-miR-22-5p在缺血5 min和10 min呈高表達,且表達差異有統(tǒng)計學意義,因此其有可能成為短暫性腦缺血的血液標志物。最后,為了對血漿外泌體源性rno-miR-22-5p的診斷價值進行評估,采用ROC曲線進行分析,通過分析發(fā)現(xiàn)在在短暫性缺血發(fā)作5 min時,血漿外泌體源性rno-miR-22-5p擁有較高的診斷價值(ROC曲線下面AUC=0.880)。
在我們的研究中,我們證明了miR-22-5p可能大腦缺血損傷有關(guān),但對于miR-22-5p進一步研究和分析仍需進行。
本研究存在的局限性有:實驗樣本量較少;因時間有限,未對miR-22-5p進行生物信息學分析及功能驗證。
結(jié)論:血漿外泌體源性miRNA-22-5p有可能作為為大鼠短暫性腦缺血發(fā)作的一種潛在診斷生物標志物。