miR-194、TSP-1mRNA通过内质网应激在糖尿病肾脏疾病的相关性研究及机制探讨

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目的:近年新发现由内质网(endoplasmiceticulum,ER)应激可启动一种新的凋亡途径,已被多项研究证明在糖尿病(diabetes mellitus,DM)患者多种器官功能损伤过程中普遍存在。葡萄糖调节蛋白78kDa(glucose-regulated protein 78,GRP78),是ER的特异性分子伴侣,也称免疫球蛋白重链结合蛋白(immunoglobulin heavy chain binding protein,Bip),是ER应激时启动未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)的起重要作用的调节因子。激活的UPR通路都通过诱导CCAAT/增强子结合蛋白(CCAAT/enhancer binding protein homology protein,CHOP)触发凋亡,CHOP是ER应激凋亡经典标志物。通过对2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)以及肾功能损害不同程度的糖尿病肾病(Diabetic kidney disease,DKD)患者循环中miR-194和TSP-1mRNA的表达情况以及与ER应激的经典蛋白GRP78和CHOP的表达情况,拟探讨miR-194、TSP-1mRNA通过内质网应激通路对糖尿病肾病的关系。方法:1.留取正常人、T2DM患者的血液,离心分离出血清;用Beckman Coulter AU5800分析仪(Beckman Coulter,Inc,美国)分析一般临床数据。2.试剂盒提取miR-194及TSP-1mRNA;应用实时定量聚合酶链反应(quantitative real-time-polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测血清循环中 miR-194 及 TSP-1mRNA的 表 达 水 平,其 中 miR-194a-5p 以 探 针 cel-miR-39(UCACCGGGUGUAAAUCAGCUUG)(Mature miRNA Sequence)为外参,TSP-1mRNA 以甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)为内参,上游和下游序列分别为;Forward 5’-GGATTTGGTCGTATTGGGCG-3’,Reverse 5’-TCCCGTTCTCAGCCATGTAG-3’,用 2-ΔΔCt 方法分析表达水平。3.将循环中miR-194、TSP-1mRNA表达量与一般临床指标作相关性分析。其中循环的miR-194、TSP-1mRNA表达量数据是重复实验的结果的平均值,每个样本3次重复,以均数±标准差表示。P<0.05表示差异有统计学意义。用统计软件SPSS22.0及Graphpad Prism 8完成所有统计分析。4.购买试剂盒提取血清中ER应激的经典蛋白GRP78和CHOP,应用双抗体夹心酶联免疫吸附试验法(enzyme linked immunos-orbentassay,ELISA)测定。将循环中miR-194、TSP-1mRNA表达量与ER应激的经典蛋白GRP78和CHOP的表达情况作相关性分析。5.应用受试者工作特征(receiveroperatingcharacteristic,ROC)曲线评估具有循环中有差异表达的miR-194、TSP-1mRNA对DKD的诊断价值。进一步分析循环中miR-194与TSP-1mRNA能否在早期糖尿病肾病的筛查及病情程度的评估方面优于尿微量白蛋白、预估肾小球滤过率(estimated-glomerular filtration rate,eGFR)和胱抑素C(Cystatin C,Cys-C)这些指标。结果:1.在第一章研究中发现与正常对照组相比,miR-194在T2DM患者循环中表达明显升高(P=0.029,<0.05),有统计学意义。按照eGFR和尿微量白蛋白/肌酐(Urinary micro albumin/creatinine,UmALB/Cr)进行对T2DM患者分3组,①A组:UmALB/Cr<30mg/g;②B组:UmALB/Cr在30~299mg/g之间;并且eGFR大于30ml/min/1.73m2;③C组:UmALB/Cr≥300mg/g,或24h尿蛋白定量>0.5g,或Cr>97 μmol/L(男性)或>73 μμmol/L(女性),miR-194(P=0.007,<0.05)在A组、B组及C组间的表达水平存在统计学差异,提示其对不同程度肾功能损害的DKD有诊断价值。且miR-194与病程、Cr、BUN、UmALB/Cr、TG、AFP、Cys-c、D-Dimer、eGFR相关(P=0.006,0.000,0.000,0.000,0.032,0.043,0.000,0.017,0.002,均<0.05)。多元线性逐步回归分析结果显示,UmALB/Cr是循环miR-194的独立影响因素(β=0.005,P=0.028)。应用ROC曲线评估miRNA-194是否对DKD具有诊断价值,发现miR-194与正常对照组的曲线下面积0.623(95%CI:0.421-0.748;P<0.01),具有评估价值。因此,miR-194对诊断T2DM及早期DKD具有一定的诊断准确性,可以考虑作为DKD诊断生物标记物。2.在第二章的研究中发现TSP-1mRNA(P=0.024,<0.05)在T2DM患者与正常对照组相比表达明显升高,存在统计学意义,提示其对T2DM有诊断价值。TSP-1mRNA(P=0.040,<0.05)在A组、B组及C组间的表达水平均存在统计学差异,且随肾功能加重,TSP-1mRNA的表达量逐渐升高。相关性分析发现TSP-1mRNA与Cys-c(r=0.281,P=0.021)、UmALB/Cr(r=0.317,P=0.009)呈正相关,进一步分析miR-194与UmALB/Cr(r=0.405,P=0.003)也呈正相关,提示TSP-1mRNA及miR-194参与DKD病理生理过程,可作为DKD的生物学标志物。多元线性逐步回归分析显示,Cys-c(β=0.578,P=0.021)、UmALB/Cr(β=0.001,P=0.009)是循环TSP-1mRNA 的独立影响因素。3.与正常对照组相比,ER应激经典蛋白GRP78在T2DM患者表达明显升高,而CHOP表达减少,两者血清循环的表达量均(P=0.000,<0.05),有统计学意义。在不同程度 DKD 患者中,GRP78(P=0.011,<0.05)和 CHOP(P=0.008,<0.05)在 2 组间的表达水平存在统计学差异,提示在糖尿病肾病过程中确实存在ER应激。应用Pearson法或Sperman法进行GRP78及CHOP与T2DM临床生化指标间相关性分析,GRP78 与空腹 C 肽(fasting C-peptide,FCP)(r=0.258,P=0.045),肌酐(creatinine,Cr)(r=0.401,P=0.001),Cys-c(r=0.426,P=0.000),血清尿酸(serum uric acid,sUA)(r=0.360,P=0.003)呈正相关,但与eGFFR(r=-0.319,P=0.009)及CHOP(r=-0.256,P=0.037)呈负相关。进一步分析发现其与miR-194相关性,发现与CHOP(r=-0.301,P=0.001)、AFP(r=-0.222,P=0.018)及 eGFR(r=-0.282,P=0.003)是负相关,与空腹血浆葡萄糖(fasting plasma glucose,FPG)(r=0.193,P=0.036),UmALB/Cr(r=0.446,P=0.000),Cr(r=0.260,P=0.005),Cys-c(r=0.339,P=0.000),定量胰岛素敏感性检测指数(quantitative insulin sensitivity check index,QUICKI)(r=0.250,P=0.006)呈正相关,提示miR-194与胰岛素敏感性相关,确实通过ER应激与DKD相关。进一步分析发现miR-194与CHOP是负相关(r=-0.301,P=0.001),提示miRNA194确实通过ER应激与DKD相关。结论:在本研究中,miR-194、TSP-1mRNA及GRP78在T2DM患者表达明显升高,而CHOP表达减少,且在不同尿蛋白糖尿病患者间也有统计学意义。ROC曲线发现与其他常用评估肾脏指标如肌酐、尿素氮、胱抑素、尿微量白蛋白、eGFR等相比,具有一定的临床价值,为进一步研究miRNAs在通过内质网应激影响糖尿病肾病的发病提供可靠依据,为进一步从内质网应激角度治疗糖尿病肾病提供了新的方向。
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