張晗 李興 趙樂 楊挲挲 韓鵬飛
1.黑龍江省牡丹江醫(yī)學院第一臨床醫(yī)學院,黑龍江牡丹江 157011;2.黑龍江省牡丹江醫(yī)學院附屬紅旗醫(yī)院檢驗科,黑龍江牡丹江 157011
動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是一種慢性炎癥性疾病,特征為血管壁進行性增厚,它引起的冠心病、腦卒中和外周血管病等疾病,已成為世界人口死亡的首要原因[1]。環(huán)狀RNA(circular RNA,circRNA)是一類不具有5′和3′末端閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)的非編碼RNA,高通量測序和生物信息學方法分析發(fā)現(xiàn)其廣泛存在于真核細胞轉(zhuǎn)錄組中[2]。circRNA CDR1as已被證明參與多種疾病的病理進展,如CDR1as能夠促進肝癌[3-4]、肺癌[5-6]等腫瘤的進展,同時也能夠抑制膀胱癌[7]和卵巢癌[8]等腫瘤的進展。然而CDR1as在AS中的作用尚不清楚。本研究通過檢測AS患者和健康人外周血單個核細胞中CDR1as的差異表達,探討其在AS病理過程中可能發(fā)揮的作用及其對AS的診斷價值,旨在為AS尋找新型分子標志物及潛在的防治靶點。
選取2020年9月至2021年1月的牡丹江醫(yī)學院附屬紅旗醫(yī)院的20例AS患者及同期就診的20名健康體檢者作為研究對象。根據(jù)頸動脈超聲檢查結(jié)果是否形成動脈粥樣斑塊,將研究對象分為健康組和AS患者組。健康組20例,其中男9例,女11例;年齡47~64歲,平均(53.75±3.85)。AS患者組20例,其中男12例,女8例;年齡48~61歲,平均(55.50±4.02)歲。兩組年齡、性別比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),且為同時期和同地區(qū)收集,具有可比性。本研究經(jīng)牡丹江醫(yī)學院附屬紅旗醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準(編號:202177),且研究對象均簽署知情同意書。AS患者組納入標準:①年齡45~65歲;②經(jīng)頸動脈超聲檢查診斷為動脈粥樣斑塊形成。排除標準:①有不穩(wěn)定型心絞痛、急性心肌梗死或其他心臟瓣膜疾病的患者;②惡性腫瘤或嚴重感染的患者;③有器官移植史的患者;④有免疫系統(tǒng)疾病的患者。健康組納入標準:①年齡45~65歲;②經(jīng)頸動脈超聲檢查確定無AS斑塊。排除標準同上。
1.2.1 主要試劑人全血單個核細胞分離液(Ficoll配置)(P9011)購自北京索萊寶科技有限公司;RNA提取試劑盒(R6812-02)購自美國OMEGA公司;逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(04896866001)、SYBR Green Master Mix(04913 914001)購自美國Roche公司。
1.2.2 人全血單個核細胞分離向15 ml離心管中加入3 ml分離液,再緩慢加入1~2 ml全血,室溫,800×g,離心22 min;吸取單個核細胞層到另一15 ml離心管中,加入10 ml PBS緩沖液,混勻細胞,室溫,250×g,離心10 min;棄上清,以5 ml PBS緩沖液重懸細胞,室溫,250×g,離心10 min;重復上一步,棄上清后進行總RNA提取。
1.2.3 總RNA提取及逆轉(zhuǎn)錄RNA提取的整個操作過程嚴格按照OMEGA試劑盒說明書進行;使用Nanodrop 2000超微量分光光度計測定總RNA的濃度和純度,A260/280在1.8~2.2之間的樣本進行逆轉(zhuǎn)錄;使用Roche逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將總RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,置于-80℃冰箱保存。
1.2.4 實時熒光定量聚合酶鏈反應(Real-time quantitative Polymerase Chain Reaction,RTqPCR)本研究采用SYBR Green染料法進行RTqPCR檢測,以GAPDH作為內(nèi)參基因,采用公式2-ΔΔCt計算各樣品目的基因的相對表達量。擴增條件:95℃10 min(預變性),1個循環(huán);95℃10 s(變性),60℃1 min(退火延伸),40個循環(huán);使用儀器默認的熔解曲線分析程序。引物由廣州銳博生物技術(shù)有限公司設(shè)計合成,CDR1as-F:5′-CAGTGTCTGCAATATCCAGGGTT-3′;CDR1as-R:5′-TTGGAAGACTTGAAGTCGCTGG-3′;GAPDH-F:5′-AACGGATTTGGTCGTATTGGG-3′;GAPDH-R:5′-GGCAACAATATCCACTTTACCAGA-3′。
①比較健康組和AS患者組的外周血CDR1as的表達水平,采用公式2-ΔΔCt計算出兩組樣本中CDR1as相對表達量。②繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic curve,ROC)曲線,評估CDR1as對AS的診斷性能,包括靈敏度、特異度及截斷水平。
采用SPSS 23.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析,計量資料用均數(shù)±標準差(±s)表示,組間比較采用獨立樣本t檢驗;計數(shù)資料用率表示,組間比較采用χ2檢驗;采用ROC曲線分析CDR1as的診斷性能,以P<0.05差異有統(tǒng)計學意義。
RT-qPCR結(jié)果顯示,AS患者組外周血CDR1as表達水平為(0.993±0.165),低于健康組的(0.768±0.169),差異有統(tǒng)計學意義(t=4.258,P<0.01,圖1)。
圖1 CDR1as在健康人和AS患者外周血中的表達差異
通過ROC曲線對CDR1as作為AS診斷標志物的效率進行評估,結(jié)果顯示,CDR1as的AUC為0.827,靈敏度和特異度分別為70%和85%(圖2),通過計算約登指數(shù)求出CDR1as的截斷水平為0.835。
圖2 外周血CDR1as表達水平對AS診斷的ROC曲線
AS早期病變小,往往無癥狀隱匿發(fā)展,患者很難在此期間發(fā)覺不適并就診,而它是多種心腦血管疾病的病理基礎(chǔ)。因此,早期識別AS可以讓患者得到及時治療,改善預后。目前,影像學檢查在AS斑塊形成后的確定性診斷中靈敏度高、特異性強,但并不能提示斑塊形成前的高危狀態(tài),不具有及時做出早期診斷的作用,因此發(fā)掘早期無創(chuàng)指標尤顯重要。
circRNA是一種特殊類型的非編碼RNA,不同于前體mRNA產(chǎn)生的線性RNA,circRNA不含5′端帽子結(jié)構(gòu)和3′端多聚腺苷尾結(jié)構(gòu),它是通過反向剪接,由5′-3′磷酸二酯鍵連接形成的閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)的新型分子,不易被核酸外切酶降解,因此其具有高度穩(wěn)定性,檢測結(jié)果更為可靠[9];同時,它能夠穩(wěn)定存在于人的多種體液中,如唾液、血液和外泌體,可以通過無創(chuàng)的方式收集并檢測[10];此外,它還具有進化保守性和組織特異性[11],這顯示出其作為生物標志物的優(yōu)勢。
circRNA與AS關(guān)系十分密切。已有研究表明[12],circHIPK3可通過靶向miR-190b/ATG7信號通路激活細胞自噬,減少氧化型低密度脂蛋白誘導的血管內(nèi)皮細胞內(nèi)的脂質(zhì)含量,對AS脂質(zhì)代謝具有一定意義;circANRIL可通過控制rRNA成熟,阻止核糖體的生物發(fā)生以及活化p53基因,起到抗AS的作用[13]。一項基于臨床的研究顯示[14],以AS為基礎(chǔ)的冠心病患者中共有624個circRNA顯著上調(diào)和171個circRNA顯著下調(diào),這提示AS的發(fā)生發(fā)展可能由多種circRNA共同參與。
以往對于CDR1as的研究主要集中于惡性腫瘤,且標本類型大多為腫瘤組織和細胞,在心血管疾病以及血液樣本中的研究較少。例如,Li等[15]研究表明,與正常組織和細胞相比,在食管鱗癌組織和細胞系中CDR1as明顯上調(diào),CDR1as與腫瘤分期有關(guān),并預測食管鱗癌患者的預后不良。另有研究發(fā)現(xiàn)[16],檢測外周血中的CDR1as水平對診斷類風濕性關(guān)節(jié)炎具有一定價值。鑒于此,本研究采集AS患者外周血標本進行檢測,結(jié)果顯示,AS患者組外周血CDR1as表達水平低于健康組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。這表明外周血中的CDR1as水平具有區(qū)分AS患者和健康人的能力,為無創(chuàng)診斷提供了可能性。此外,ROC曲線評估外周血CDR1as表達水平作為AS診斷標志物的能力的AUC為0.827(P<0.05),靈敏度和特異度分別為70%和85%,以約登指數(shù)算得其截斷水平為0.835,證明外周血CDR1as水平診斷AS的性能尚可,具有作為早期診斷AS的無創(chuàng)生物標志物的潛力。本研究的不足之處在于樣本量較少,結(jié)果有待大樣本量進行進一步的研究驗證。
綜上所述,本研究證明AS患者外周血中circRNA CDR1as表達水平明顯低于健康人,對AS具有一定的診斷價值,這為其成為早期診斷AS的新型無創(chuàng)檢查指標提供了一種可能性。