外周血中Let-7e、微小RNA-206、微小RNA-605及微小RNA-1236表达与原发性高血压的相关性研究
2018-03-06李晶马宇虹杨凌
李晶,马宇虹,杨凌
高血压是心血管疾病及其并发症的主要诱因,随着人们生活水平的提高及环境变化等因素的影响,高血压发病率逐年上升,且呈现低龄化[1]。微小RNAs (miRNAs)是一类进化上高度保守的18~25个核苷酸的单链小分子RNA,这类miRNA在动物中广泛存在,主要通过与靶 mRNA 的3'非翻译区(3'UTR)互补配对,负调控转录后蛋白翻译表达,参与多种生理病理过程,如细胞分化、增殖、炎症、免疫反应以及心血管病[2-4]。凝集素型氧化低密度脂蛋白受体(lectin-type oxidized LDL receptor 1, LOX-1)作为Let-7e的靶标之一,在高血压患者中会增加脂蛋白在血管中的滞留时间[5,6];miRNA-206是肌肉特异表达的小RNA,与血管壁肌肉的发育有密切的关系,研究证明miRNA-206可以作为低氧诱导肺动脉高血压病发的标志物[7,8];序列相似家族3成员A(Family with sequence similarity 3 A, FAM3A)作为miRNA-605的靶标之一,控制着PI3K-Akt信号通路,在调控肝脏葡萄糖和脂类代谢中发挥着激活的作用[9];高血压通常伴有血管内皮生长因子(VEGF)的异常表达,血管内皮生长因子受体(VEGFR)作为miRNA-1236的靶标之一,是VEGF通路中重要的节点,影响心血管疾病的发展[9]。因此,本研究应用反转录实时定量法测定与心血管相关的Let-7e、miRNA-206、miRNA-605及miRNA-1236指标,探讨原发性高血压与miRNA表达量的关系,为原发性高血压患者治疗提供新的治疗靶标及思路。
1 资料与方法
1.1 研究对象
选择内蒙古自治区医科大学附属医院心血管科及老年病科2014-07到2016-12收治的169例原发性高血压患者(原发性高血压组),其中男性81例,女性88例,平均年龄(54.24±11.26)岁;同期选取143例体检健康者(正常对照组)作为研究对象,其中男性81例,女性62例,平均年龄(52.43±14.26)岁。高血压的确诊标准依据中国高血压防治指南(2010年修订版)[10],排除继发性高血压患者和免疫系统疾病患者。
1.2 指标测定的材料、试剂及仪器
试剂:TRIzol LS Reagent(Ambion公司,美国)、RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit(Thermo 公司,美国)、Maxima SYBR Green qPCR Master Mix(Thermo公司,美国)、 RNase-free water(北京天根生化技术公司,中国)、引物由上海生工生物工程有限公司代合成、其它均为国产试剂。仪器:ND-1000型微量紫外分光光度计(Thermo公司,美国)、5430R低温台式冷冻离心机(Eppendorf公司,德国)、BG-power5000型稳压稳流电泳仪(北京百晶生物公司,中国)、实时定量聚合酶链式反应(PCR)仪(Bio-rad公司,美国)、普通 PCR 仪(Applied Biosystems公司,美国)。
1.3 研究方法
1.3.1 RNA的提取、反转录及定量分析
RNA的提取按照TRIzol®LS Reagent试剂说明书进行,所提取RNA通过微量分光光度计测定浓度。并用1.5%琼脂糖凝胶电泳检测RNA的质量,按照RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kits说明书进行反转录,使用茎环式引物作为反转录引物。按照Maxima SYBR Green qPCR Master Mix说明书进行实时定量聚合酶链式反应(PCR)测定miRNA表达量,用通用引物U-R和miRNA特异引物分别作为上下游引物,引物退火温度均为60℃,其他参照说明书,采用2-ΔΔCt法进行数据表达量分析。
1.3.2 引物
以U6作为管家基因,miRbase中提供的miRNA成熟序列设计茎环式反转录引物和实时定量扩增引物。引物序列如表1。
表1 引物序列
1.4 统计学分析方法
用SPSS19.0统计软件对试验数据进行统计分析。所有数据用均值±标准差表示。选用分析方法有单因素方差分析(ANOVA LSD),双变量相关分析及多因素Logistic回归分析。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组患者临床基本情况(表2)
表2 两组患者临床基本情况及相关指标的检测结果
表2 两组患者临床基本情况及相关指标的检测结果
注: miRNA:微小RNA。1 mmHg=0.133 kPa
结果显示,年龄、性别和体重指数,在原发性高血压组和正常对照组中差异无统计学意义(P>0.05);而原发性高血压组的收缩压和舒张压均高于正常对照组(P均<0.05)。
2.2 miRNA表达方面(表2)
原发性高血压组中Let-7e、miRNA-605的表达量均高于正常对照组(P<0.05);而原发性高血压组中miRNA-206、miRNA-1236的表达量均低于正常对照组(P<0.05),差异均有统计学意义。
2.3 相关性分析(表3)
结果可见,Let-7e的表达量与收缩压呈显著正相关(r=0.562,P<0.05);miRNA-206表达量与收缩压呈显著负相关(r=-0.582,P<0.05),与舒张压呈显著正相关(r=0.507,P<0.05);miRNA-605的表达量与收缩压呈显著正相关(r=0.625,P<0.05);miRNA-1236的表达量与舒张压呈显著负相关(r=-0.598,P<0.05),与体重指数呈显著正相关(r=0.690,P<0.05)。
2.4 多因素Logistic回归分析(表4)
结果显示,年龄和性别不是原发性高血压的的危险因素(P=0.9842),体重指数的升高,显著增加患原发性高血压的危险(P<0.01),Let-7e和miRNA-605的表达量的升高,显著增加患原发性高血压的危险(P<0.05和P<0.01),而miRNA-206和miRNA-1236的表达量的降低,也显著增加原发性高血压患病的风险(P<0.01和P<0.01)。
表3 miRNAs表达量与原发性高血压相关性分析
表4 多因素Logistic回归分析结果
3 讨论
高血压患病率逐年升高[10],在我国有70%的脑卒中和50%的心肌梗死与高血压有关[11],高血压已成为我国重大的公共卫生问题。研究发现原发性高血压的发病是与多种因素有关[12]。miRNA 是一类由18~25 nt核苷酸组成的非编码单链保守的小分子RNA,其表达具有组织特异性等特点,在细胞分化,生物发育及疾病发生发展过程中发挥巨大作用[13]。近年来,研究发现miRNA与高血压的发病机制有关[14],目前主要发现,miR-9、miR-21、miR-18b等可能参与高血压的发病机制[15-18]。研究发 现,Let-7e[14]、miRNA-206[19]、miRNA-605[20]及miRNA-1236[21]可能通过抑制平滑肌增殖,促进血管再生,抗动脉粥样硬化,抗血栓等作用参与原发性高血压的发病,但是其结果仍然存在一定争议,还有待深入研究。
Let-7e被发现与小鼠的心脏发育有关,其靶标叉头框蛋白1(FOXP1)、T盒转录因子5(TBX5)、心脏和神经嵴衍生物表达蛋白1(HAND1)、蛋白激酶2(AKT2)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活1A(PPARGC1A)等也参与血管的形成[22];miRNA-206及其靶标神经源同源蛋白3(Notch3)、低氧诱导因子1 (HIF-1a)被发现参与平滑肌细胞增殖与分化[23,24];miRNA-605及其靶标蛋氨酸合成酶还原酶(MTRR)、SERTA 结构域蛋白 4(SERTAD4)、共济失调毛细血管扩张症核因子(NPAT)、FAM3A等参与P53通路,与癌症及细胞凋亡有关[25];miRNA-1236及其靶标VEGFR、含7螺旋结构域蛋白(CCDC7)、RAS通路相关蛋白13(RAB13)、细胞色素P450 4V2(CYP4V2)等与VEGF通路有关[26]。本研究通过对Let-7e,miRNA-206,miRNA-605及miRNA-1236及其生物学功能进一步鉴定,确认Let-7e、miRNA-206、miRNA-605及 miRNA-1236与原发性高血压的发病具有相关性。
尿液、外周血等体液中含有循环miRNA,其可以作为诊治疾病的临床标志物[27,28]。由于循环 miRNA具有易获取、易研究的特点,逐渐成为疾病标志物研究及发病机制的热点,具有一定临床意义。本研究发现Let-7e、miRNA-206、miRNA-605 及miRNA-1236可以作为原发性高血压诊断的候选标志物,尽管临床的应用还需要更多的样本做验证,而且相比于目前的诊断技术,尽管不是非常方便,但是或许可以用于特殊类型高血压或者继发性高血压的区别和鉴定。另外Let-7e、miRNA-206、miRNA-605及 miRNA-1236可以作为原发性高血压治疗的候选靶点,通过抑制或增强内源miRNA及相关基因的表达,或者补充外源的miRNA,使其miRNA的表达向期望的方向发展,进而有助于原发性高血压疾病的治疗。
高血压已经严重危害人类健康的疾病,尽管目前的防控措施已经取得显著效果,但很难治愈。本研究初步证明Let-7e、miRNA-206、miRNA-605及miRNA-1236的表达量与原发性高血压的发病有很大的关系,其具体调控机制还有待后续细胞以及动物实验的进一步验证。
[1] Webb AJ, Patel N, Loukogeorgakis S, et al. Acute blood pressure lowering, vasoprotective, and antiplatelet properties of dietary nitrate via bioconversion to nitrite[J]. Hypertension, 2008, 51 (3): 784-790.DOI: 10. 1161/HYPERTENSIONAHA. 107. 103523.
[2] Sessa WC. MicroRNA regulation of cardiovascular functions[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2011, 31(11): 2369. DOI: 10. 1161/ATVBAHA. 111. 238311.
[3] Cordes KR, SrivastavaD. MicroRNA regulation of cardiovascular development[J]. Circ Res, 2009, 104(3): 724-732. DOI: 10. 1161/CIRCRESAHA. 108. 192872.
[4] Das S, Halushka MK. Extracellular vesicle microRNA transfer in cardiovascular disease[J]. Cardiovasc Pathol, 2015, 24(4): 199-206.DOI: 10. 1016/j. carpath. 2015. 04. 007.
[5] Bao M, Feng X, Zhang Y, et al. Let-7 in Cardiovascular diseases, heart development and cardiovascular differentiation from stem cells[J]. Int J Mol Sci, 2013, 14(11): 23086-23102. DOI: 10. 3390/ijms141123086.
[6] Nakano A, Inoue N, Sato Y, et al. LOX-1 mediates vascular lipid retention under hypertensive state[J]. J Hypertens, 2010, 28(6): 1273-1280. DOI: 10. 1097/HJH. 0b013e32833835d4.
[7] Neves VJ, Fernandes T, Roque FR, et al. Exercise training in hypertension: role of microRNAs[J]. World J Cardiol, 2014, 6: 713-727. DOI: 10. 4330/wjc. v6. i8. 713.
[8] Toivonen JM, Manzano R, Olivan S, et al. MicroRNA-206: a potential circulating biomarker candidate for amyotrophic lateral sclerosis[J].PLoS One, 2014, 9(2): e89065. DOI: 10. 1371/journal. pone. 0089065.
[9] Wang C, Chi Y, Li J, et al. FAM3A activates PI3K p110α/Akt signaling to ameliorate hepatic gluconeogenesis and lipogenesis[J].Hepatology, 2014, 59(5): 1779-1790. DOI: 10. 1002/hep. 26945.
[10] 中国高血压防治指南修订委员会. 中国高血压防治指南2010[J].中华高血压杂志, 2011, 39(7): 579-616. DOI: 10. 3760/cma. j. issn.0253-3758. 2011. 07. 002
[11] 王文. 2010年修订版中国高血压指南与2005年比较的特点分析[J].中华健康管理学杂志, 2011, 5: 259-262. DOI: 10. 3760/cma. j. issn.1674-0815. 2011. 05. 002.
[12] Calhoun DA, Rd BJ, Oparil S, et al. Refractory hypertension:determination of prevalence, risk factors, and comorbidities in a large,population-based cohort[J]. Hypertension, 2014, 63(3): 451-458. DOI:10. 1161/HYPERTENSIONAHA. 113. 02026.
[13] Nishiguchi T, Imanishi T, Akasaka T. MicroRNAs and cardiovascular diseases[J]. Biomed Res Inter, 2015, 2015: 682857. DOI: 10. 1155/2015/682857.
[14] Li S, Zhu J, Zhang W, et al. Signature microRNA expression profile of essential hypertension and its novel link to human cytomegalovirus infection[J]. Circulation, 2011, 124(12): 175-184. DOI: 10. 1161/CIRCULATIONAHA. 110. 012237.
[15] 段练, 熊兴江, 王阶. MicroRNA与高血压病[J]. 中国中药杂志,2014, 39(3): 397-401. DOI: 10. 4268/cjcmm20140308.
[16] Romaine SP, Charchar FJ, Samani NJ, et al. Circulating microRNAs and hypertension-from new insights into blood pressure regulation to biomarkers of cardiovascular risk[J]. Curr Opin Pharmacol, 2016, 27:1-7. DOI: 10. 1016/j. coph. 2015. 12. 002.
[17] Boucherat O, Potus F, Bonnet S. microRNA and pulmonary hypertension[J]. Adv Exp Med Biol, 2015, 888: 237-252. DOI: 10.1007/978-3-319-22671-2_12.
[18] Bátkai S, Thum T. MicroRNAs in hypertension: mechanisms and Therapeutic Targets[J]. Curr Hypertens Rep, 2012, 14(1): 79-87. DOI:10. 1007/s11906-011-0235-6.
[19] Yue J, Guan J, Wang X, et al. MicroRNA-206 is involved in hypoxiainduced pulmonary hypertension through targeting of the HIF-1α/Fhl-1 pathway[J]. Lab Invest, 2013, 93(7): 748-759. DOI: 10. 1038/labinvest. 2013. 63.
[20] Ali SS, Kala C, Abid M, et al. Pathological microRNAs in acute cardiovascular diseases and microRNA therapeutics[J]. J Acute Disease, 2015, 5: 9-16. DOI: 10. 1016/j. joad. 2015. 08. 001.
[21] Cao L, Kong LP, Yu ZB, et al. MicroRNA expression profiling of the developing mouse heart[J]. Int J Mol Med, 2012, 30(5): 1095-1104.DOI: 10. 3892/ijmm. 2012. 1092.
[22] Jalali S, Ramanathan GK, Parthasarathy PT, et al. Mir-206 regulates pulmonary artery smooth muscle cell proliferation and differentiation[J]. PLoS One, 2012, 7(10): e46808. DOI: 10. 1371/journal. pone. 0046808.
[23] 岳君秋. 大鼠低氧诱导的肺动脉高压中microRNA-206的表达及其分子机制研究[D]. 湖北武汉: 华中科技大学, 2011.
[24] Zhou CH, Zhang XP, Liu F, et al. Involvement of miR-605 and miR-34a in the DNA damage response promotes apoptosis induction[J].Biophys J, 2014, 106(8): 1792-1800. DOI: 10. 1016/j. bpj. 2014. 02.032.
[25] Jones D, Li Y, He Y, et al. Mirtron microRNA-1236 inhibits VEGFR-3 signaling during inflammatory lymphangiogenesis[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2012, 32(3): 633-642. DOI: 10. 1161/ATVBAHA. 111. 243576.
[26] Sayed ASM, Xia K, Salma U, et al. Diagnosis, prognosis and therapeutic role of circulating miRNAs in cardiovascular diseases[J].Heart Lung Circ, 2014, 23(1): 503-510. DOI: 10. 1016/j. hlc. 2014.01. 001.
[27] Fichtlscherer S, Zeiher AM, Dimmeler S. Circulating microRNAs:biomarkers or mediators of cardiovascular diseases[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2011, 31(11): 2383-2390. DOI: 10. 1161/ATVBAHA. 111. 226696.
[28] Chen F, Yang J, Li Y, et al. Circulating microRNAs as novel biomarkers for heart failure[J]. Hellenic J Cardiol, 2017, pii:S1109-9666(17)30428-1. DOI: 10. 1016/j. hjc. 2017. 10. 002.