阿爾茨海默病患者血漿microRNA-101a-3p的表達

段冉冉　彭　濤　李燕飛　高慧麗　王笑寒　王景濤　滕軍放　賈延劼(鄭州大學第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科　河南省高等學校臨床醫(yī)學重點學科開放實驗室，河南　鄭州　450000)

阿爾茨海默病患者血漿microRNA-101a-3p的表達

段冉冉彭濤李燕飛高慧麗王笑寒王景濤滕軍放賈延劼
(鄭州大學第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科河南省高等學校臨床醫(yī)學重點學科開放實驗室，河南鄭州450000)

〔摘要〕目的探討microRNA在阿爾茨海默病(AD)患者血漿中的差異變化，以尋求一個可能作為輔助診斷AD的早期生物標志物。方法實驗分為患者組和健康對照組，分別取其血漿并提取microRNA，利用microRNA基因芯片和熒光定量PCR的方法尋找有表達差異的microRNA。結(jié)果基因芯片篩選出68個AD相關(guān)的差異表達microRNAs基因(P＜0．05)，其中miR-101a的表達水平在AD患者中顯著低于對照組(log=－5．53，P =1．19×10－5)，選定為感興趣miRNA;熒光定量PCR示:患者組中miR-101a的相對表達量為8.834×10－4±2.842×10－4，對照組為6.305×10－3±1.161 ×10－3?；颊呓M表達量僅為對照組14％，兩組間差異有統(tǒng)計學意義(F= 21．76，P＜0．001)，結(jié)果與miRNA芯片檢測結(jié)果一致。ROC示:如果以0．002 163為診斷臨界值，即miR-101a相對表達量低于0．002 163提示診斷AD。結(jié)論miR-101a可能通過多種途徑影響AD的發(fā)生發(fā)展，可能作為一種輔助診斷AD的早期生物標志物。

〔關(guān)鍵詞〕阿爾茨海默病; microRNA

第一作者:段冉冉(1989-)，女，碩士，主要從事阿爾茨海默病研究。

The expression of plasma microRNA-101a-3p in Alzheimer disease patients

DUAN Ran-Ran，PENG Tao，LI Yan-Fei，et al.
Department of Neurology，F(xiàn)irst Affiliated Hospital，Zhengzhou University，Zhengzhou 450052，Henan，China

【Abstract】Objective To investigate the expression of plasma microRNA(miR) -101a-3p in Alzheimer disease(AD) patients．Methods The subjects were divided into patient and healthy controls groups．MicroRNAs were extracted from plasma of cases and measured by gene microarray and real-time PCR．Results Gene microarray and real-time PCR showed that the expression level of miR-101a-3p in AD patients was significantly reduced compared to that of healthy people．Conclusions MiR-101a might be used as a diagnostic biomarkers in the early AD patients．

【Key words】Alzheimer disease; microRNA

阿爾茨海默病(AD)是一類病因未明的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，目前臨床上缺乏早期診斷的標準和有效的治療措施。循環(huán)微小RNA(microRNA)是一種穩(wěn)定存在于血漿、血清中的microRNA，其表達水平在腫瘤、糖尿病以及多種神經(jīng)退行性疾病中存在特異變化〔1～3〕。同時，循環(huán)microRNA還具有不易降解、檢測方法敏感、準確等特點〔4〕。這些都提示循環(huán)microRNA可以作為潛在生物標志物輔助相關(guān)疾病的診斷。本文通過檢測AD患者與健康人血漿microRNA差異表達情況，試圖尋找一種可能作為輔助診斷AD的早期生物標志物。

1　資料和方法

1.1研究對象選取2012年4月至2013年4月就診于鄭州大學第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科門診及病房的AD患者28例及同期住院的非AD健康老年人和部分體檢中心的健康體檢者共35例為研究對象。進行基因芯片檢測的AD患者和對照組患者各5例，均為男2例，女3例，AD組患者年齡(64±2.3)歲，對照組為(64.4±2.81)歲。進行實時熒光定量PCR檢測的AD患者23例，男12例，女11例，年齡(63.57±0.9)歲;對照組30例，男女各15例，年齡(65±0.98)歲。兩組間人員的年齡、性別差異無統(tǒng)計學意義。見表1。

1.1.1病例組入選標準所有患者均進行臨床檢查、簡易精神狀態(tài)量表篩查(MMSE)，得分低于臨界值(文盲≤17分、小學≤20分、初中及以上≤24分) ; Hachinski缺血指數(shù)量表≤4 分;患者無抑郁，漢米爾頓抑郁量表(17項版本)＜7分;并經(jīng)過至少1名神經(jīng)科醫(yī)生診斷，符合美國國立神經(jīng)病學、語言障礙和卒中-老年癡呆和相關(guān)疾病學會工作組(NINCDS-ADRAD)的“很可能是AD”的診斷標準。所有患者無陽性家族史。

排除標準:根據(jù)臨床癥狀，病情進展特點和影像學檢查，排除其他疾病引起的老年癡呆，如血管性癡呆、腦炎、腦外傷后遺癥以及其他精神疾病。

1.1.2對照組入選標準與病例組年齡、性別、生活環(huán)境相似的非癡呆老年人，并對患者病史的詳情及身體狀況進行了解，排除了對照組患者抑郁、腦血管疾病及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的可能性;對照組患者無血液病、惡性腫瘤、嚴重的肝腎功能不全、感染疾病等其他疾病。

本實驗得到鄭州大學醫(yī)學倫理委員會的承認與允許，所有標本的采集均獲得入組人員的知情同意。

1.2方法

1.2.1血漿樣本的收集及處理抽取每例受試者外周血于氟化鈉/草酸鉀管內(nèi)，并在2 h內(nèi)，于4℃、3 000 r/min離心10 min，留取上層血漿置于－80℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2血漿microRNA的提取按照miRcute miRNA提取分離試劑盒(北京天根公司DP501)說明書，采用吸附柱法提取血漿microRNA。

1.2.3microRNA芯片檢測血漿miRNA表達水平將者血漿microRNA樣本分別通過加poly(A)尾與一個寡聚核苷酸標記用于后續(xù)的熒光標記，然后在LC Sciences-μParafloTM微流體芯片上雜交過夜。在微流體芯片上，每條檢測探針都是由一個化學修飾核苷酸編碼段(與目標miRNA互補)和一個由聚乙二醇組成的間隔段組成。microRNA與探針雜交后，與標記特異結(jié)合的Cy3染料在微流體芯片上循環(huán)流動進行染色。最后利用激光掃描儀采集雜交圖像并使用Array-Pro圖像分析軟件進行圖像數(shù)字化轉(zhuǎn)換。探針序列均來源于miRBase (http: / / www.mirbase.org/)，每張芯片可檢測，共可檢測2 042條人類microRNA(Sanger R19.0)。microRNA芯片檢測試驗由杭州聯(lián)川公司完成。

1.2.4實時定量PCR驗證芯片檢測結(jié)果按照Reverse Transcription System (美國Promega公司A 3500)說明書，將microRNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。按照GoTaq?qPCR Master Mix(美國Promega公司A6001)說明書進行熒光定量PCR，以5 s為內(nèi)參。5 s、miR-101a-3p引物由武漢銳博公司提供。實時定量PCR檢測在LightCycler 1.5儀器(瑞士Roche公司)進行。以2-ΔΔCt表示每個microRNA的相對表達量，每例樣本重復檢測3次，實驗過程中采用盲法研究。

2　結(jié)果

2.1microRNA芯片檢測結(jié)果通過芯片對5例AD患者和5例對照組血漿microRNA進行定量檢測，結(jié)果提示，可篩選出68 個AD相關(guān)的差異表達microRNAs基因(P＜0.05) ; 27個AD患者血漿表達下調(diào)，41個表達上調(diào)。其中表達下調(diào)5倍以上基因的是miR-107、miR-29a、miR-29b、miR-15a、miR-19b、let-7i、miR-101a-3p、miR-106b、miR-22、miR-98、miR-30c;表達上調(diào)3倍以上的是miR-128、miR-146a、miR-26a、let-7b、miR-30e等。

以兩組間microRNA表達量的差異倍數(shù)，即相對表達量(log2)的絕對值＞2.0且t檢驗P＜0.01為篩選標準，發(fā)現(xiàn)miR-101a-3p的表達水平在AD患者中顯著低于對照組(log2= －5.53，P=1.19×10－5)。

2.2實時熒光定量PCR驗證芯片檢測結(jié)果通過實時熒光定量PCR方法對23例患者、30名健康對照的芯片檢測結(jié)果進行驗證，患者組中miR-101a-3p的相對表達量為8.834×10－4± 2.842×10－4，對照組為6.305×10－3±1.161×10－3?；颊呓M表達量僅為對照組的14％，兩組間差異顯著(F= 21.76，P＜0.001)，結(jié)果與miRNA芯片檢測結(jié)果一致。

2.3miR-101a-3p對AD的診斷效能ROC分析結(jié)果顯示，通過miR-101a-3p的相對表達量對AD進行診斷時，曲線下面積(AUC)為0.872 5;如果以0.002 163為診斷臨界值，即miR-101a-3p相對表達量低于0.002 163提示診斷AD，約登指數(shù)最大，為0.646 3;靈敏度和特異度均較高，分別為0.913和0.733。

3　討論

本研究發(fā)現(xiàn)miR-101a-3p在AD患者血漿中表達水平顯著低于健康人水平，并初步確定了通過miR-101a-3p輔助診斷AD的臨界值。若以0.002 163為臨界值，靈敏度和特異度均較高，但是考慮到本研究的樣本量較小，該臨界值的可行性及可重復性仍需進一步擴大樣本量進行驗證。

有研究表明miR-101能靶向作用于EZH2基因的3’端非翻譯區(qū)參與基因沉默，又可以通過調(diào)控Mcl-1、Cox-2和Fos等癌基因或類癌基因影響腫瘤的發(fā)生與發(fā)展〔5，6〕。在AD方面的研究較少，尤其在循環(huán)血中miR-101的表達變化，而本實驗利用microRNA芯片及實時熒光定量PCR技術(shù)彌補了這方面的空白。早期的研究表明〔7〕，在AD患者的腦組織內(nèi)miR-101的表達是下調(diào)的。miR-101可能通過AD的三個發(fā)病機制影響AD病程的進展:①miR-101通過miRNA/RISC(RNA-induced silencing complex，RNA誘導的沉默復合體)途徑降低淀粉樣前體蛋白(APP)的表達水平，從而降低β淀粉樣蛋白(Aβ)的水平〔8〕。②下調(diào)的miR-101導致環(huán)氧合酶-2(COX-2)的上調(diào)，從而促進炎癥〔7〕。③miR-101的失調(diào)間接地有助于異常的tau蛋白磷酸化，從而促進神經(jīng)營養(yǎng)因子(NTF)的增加〔9〕。有研究提示，循環(huán)microRNA是多種細胞通過出芽、胞吐等方式主動分泌并以外切體或者結(jié)合高密度脂蛋白形式穩(wěn)定存在于血漿中的〔4〕。同時，還有研究顯示血漿中的microRNA可以通過結(jié)合特異受體并以胞吞作用的方式再次進入細胞中，因此有學者認為循環(huán)microRNA可能像激素或細胞因子一樣作為不同細胞間互相影響的中介物質(zhì)〔10，11〕。結(jié)合本研究結(jié)果，在血液系統(tǒng)中循環(huán)miR-101a-3p可能間接反映腦組織內(nèi)miR-101a-3p的表達變化，但AD患者血漿中miR-101a-3p表達水平下降的原因和機制尚需進一步研究。

綜上所述，本研究結(jié)果顯示miR-101a-3p在AD患者中的表達量顯著降低，可能作為AD的一種潛在的生物標志物，但miR-101a-3p表達水平與AD的診斷是否具有特異性，尚需進一步擴大樣本量進行驗證，以明確不同程度認知功能障礙患者間的miR-101a-3p的表達量是否存在差異。

4　參考文獻

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〔2014-08-16修回〕

(編輯袁左鳴)

通訊作者:賈延劼(1971-)，男，主任醫(yī)師，博士后，博士生導師，主要從事腦血管病及癡呆的研究。

基金項目:國家自然科學基金資助項目(30770758，81071114)

〔中圖分類號〕R749

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2015) 16-4421-03;

doi:10.3969/j.issn.1005-9202.2015.16.002