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miR-124与心肌缺血再灌注损伤的相关性研究及其靶基因分析

2024-06-23 77 上传者：管理员

摘要：目的探讨血清miR-124对急性ST段抬高型心肌梗死（STEMI）患者心肌缺血再灌注损伤（MIRI）的预测价值，并分析其可能作用的靶基因。方法选取2020年1月—2020年6月于武汉市第三医院首次诊断为STEMI并行急诊经皮冠状动脉介入（PCI）治疗的患者168例为研究对象，采用实时定量PCR技术测定其入院即刻的血清miR-124表达水平。根据患者PCI治疗后是否发生MIRI将其分为MIRI组（n=76）和对照组（n=92），分析两组患者的临床资料和miR-124水平。利用生物信息学方法分析miR-124可能作用的靶基因。结果 MIRI组患者的血清miR-124水平（2.26±0.79）显著高于对照组（1.48±0.45），差异具有统计学意义（P<0.001）。多因素Logistic回归分析表明，血清miR-124水平是预测STEMI患者发生MIRI的独立因素（OR=1.37,95%CI=1.06～1.78;P=0.017）。ROC曲线分析结果提示，miR-124预测MIRI的曲线下面积为0.81(95%CI=0.74～0.88,P<0.001)，其预测最佳截点的敏感性为76.3%，特异性为75.0%。通过生物信息学的方法共预测到326个miR-124的靶基因，而其中22个与MIRI相关，这些基因可能参与视黄醇代谢、胶原纤维重构和炎症反应。结论血清miR-124水平与STEMI患者发生MIRI有关，可能涉及视黄醇代谢、胶原纤维重构和炎症反应等生物学过程。

关键词：
miR-124
STEMI
急性心肌梗死
缺血再灌注损伤
预后
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急性ST段抬高型心肌梗死（ST-segment elevation myocardial infarction,STEMI）是最为严重的心血管疾病之一，具有较高的发病率和病死率。目前，经皮冠状动脉介入（percutaneous coronary intervention,PCI）治疗已成为STEMI首选的治疗策略，能显著减少患者的心肌梗死面积并改善预后[1]。PCI治疗在恢复“罪犯”血管血流的同时，也可能会导致心肌损害进一步加重，即出现心肌缺血再灌注损伤（myocardial ischemia-reperfusion injury,MIRI）。MIRI可表现为血管开通后发生血流动力学不稳定或再灌注心律失常，一旦发生会增加PCI患者手术风险甚至导致其死亡[2]。微小RNA(miRNA）是一类长约22 bp的非编码RNA，可在转录后水平调控基因表达，从而参与细胞增殖、分化、凋亡等过程[3]。近年研究表明，急性心肌梗死患者多伴有多种微小核糖核酸（miRNA）表达变化，miRNA广泛存在于外周血中，可以包裹在外泌体或微颗粒等细胞外囊泡中，在疾病发生的早期快速释放到体液中，参与多种心血管疾病生理变化[4]。miRNA通过参与心肌细胞凋亡、离子通道重塑以及细胞生存信号通路的调控，从而在MIRI的发病过程中扮演重要角色[5,6]。然而，目前尚无研究报道miR-124是否与STEMI患者发生MIRI有关。本研究通过分析STEMI患者的血清miR-124水平及临床资料，以探讨miR-124对MIRI发生的预测价值。同时，利用生物信息学方法分析miR-124作用的靶基因，探讨miR-124在MIRI中可能作用的分子机制。

1、资料与方法

1.1 研究对象

选取2020年1月—2020年6月于武汉市第三医院收治的STEMI患者为研究对象。纳入标准：(1)STEMI的诊断参照2019中国急性ST段抬高型心肌梗死诊断和治疗指南[7]。(2)年龄20～80岁，首次发病并于发病12 h内行急诊PCI治疗。(3)排除标准：既往曾接受PCI治疗或冠状动脉旁路移植；合并先天性心脏病、心瓣膜病、心肌病；近期感染、炎症免疫性疾病、肿瘤、血液系统疾病、脑卒中等；严重肝肾功能不全者或严重心力衰竭。最终纳入STEMI患者168例，其中男性122例，女性46例，平均年龄（63.1±9.9）岁。(4)本研究经医院伦理委员会批准（武三医伦KY2018-025），所有研究对象均知情同意。

1.2 研究方法

1.2.1 资料收集。

记录研究对象的年龄、性别、高血压史、糖尿病史、吸烟史、入院时的血压及心率、发病至PCI时间等资料。收集患者入院时的实验室检查结果，包括血常规、血脂、血肌酐、高敏C反应蛋白（high-sensitivity C-reactive protein,hs-CRP）和心脏肌钙蛋白I(cardiac troponin I,cTnI）。记录STEMI的“罪犯”血管及MIRI的发生情况，后者包括：(1) PCI术中发生慢血流、无复流、严重的血栓负荷及再灌注心律失常；(2)PCI术中或术后新发的心力衰竭，Killip分级≥3级且心脏超声检测左室射血分数≤45%[8]。根据患者是否发生MIRI将其分为MIRI组（n=76）和对照组（n=92）。

1.2.2 血清miR-124测定。

纳入的患者于入院即刻抽取静脉血3～5 mL，以3 000 r/min离心15 min后取上清液分装于EP管中并置于-80℃待测。采用实时定量PCR技术测定血清miR-124水平，步骤如下：

1.2.2.1采用QIAGEN miRNA提取试剂盒提取总RNA，并用分光计检测其RNA浓度和纯度（要求A260/A280在1.8～2.0之间）。

1.2.2.2采用Taqman miRNA逆转录试剂盒将miR-124反转录成cDNA并进行扩增。反应条件：95℃预变性10 min,35个循环（95℃10 s、60℃45 s、72℃30 s）。以U6核小分子RNA为内参，miRNA-124的表达量采用2-ΔΔCt法计算。涉及的PCR引物序列如下：

1.3 统计学方法

采用SPSS 20.0软件进行统计分析。计量资料采用表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料采用例数（%）表示，组间比较采用卡方检验。利用多因素Logistic回归分析探究预测MIRI发生的独立因素。采用ROC曲线描述miR-124对MIRI的预测价值。当P<0.05时，认为差异具有统计学意义。

1.4 靶基因分析

采用miRDB、miRTarBase和TargetScan数据库分别对miR-124进行靶基因预测，其结果取交集后得到靶基因。然后，从基因表达综合（GEO）数据库下载MIRI模型小鼠的基因表达数据集GSE130217，该数据集应用RNA测序技术测定MIRI小鼠（n=3）和假手术小鼠（n=3）的全基因组表达谱。采用limma检验分析miR-124待选靶基因在两组小鼠间的差异表达情况，其差异阈值设定为差异倍数>1.5和P<0.05。最后采用DAVID在线工具对差异靶基因进行生物学过程富集分析。

2、结果

2.1 临床资料组间比较

本研究纳入的STEMI患者的临床资料见表1。其中，MIRI组患者的miR-124水平（2.26±0.79）显著高于对照组（1.48±0.45），差异具有统计学意义（P<0.001）。MIRI组的糖尿病比例、“罪犯”血管为右冠状动脉的比例、入院时收缩压水平、hs-CRP水平也显著高于对照组（P<0.05），而两组间的其他临床特征无显著差异（P<0.05）。

表1两组研究对象的临床特征比较

2.2 影响MIRI发生的临床因素

以组间比较P<0.05的指标为自变量，MIRI发生与否为因变量，进行多因素Logistic回归分析。结果表明，血清miR-124水平（OR=1.37,95%CI=1.06～1.78;P=0.017）、糖尿病（OR=1.49,95%CI=1.02～2.17;P=0.038）和hs-CRP水平（OR=2.03,95%CI=1.10～3.75;P=0.024）是预测STEMI患者发生MIRI的独立因素。见表2。

表2影响MIRI发生的多因素Logistic回归分析结果

2.3 miR-124对MIRI的预测价值

ROC曲线分析提示，miR-124水平预测MIRI发生的曲线下面积分别为0.81(95%CI=0.74～0.88,P<0.001）；见图1。其预测的最佳截断值为1.73，该截点的敏感性为76.3%，特异性为75.0%。

2.4 miR-124靶基因分析

miRDB、miRTarBase和TargetScan三个数据库同时预测到326个miR-124的靶基因，见图2。进一步分析GSE130217数据集表明，靶基因中有22个在MIRI小鼠中存在差异表达，包括鞘氨醇激酶1(Sphk1）、早期生长应答蛋白1(Egr1）等。见图2。故本研究共预测到22个与MIRI相关的miR-124靶基因，而富集分析表明这些基因主要与视黄醇代谢、胶原纤维重构和炎症反应等生物学过程。

图1 miR-124预测MIRI发生的ROC曲线

图2 miR-124靶基因分析

3、讨论

目前，通过PCI有效开通梗死相关血管已成为STEMI患者最重要的治疗手段，但再灌注治疗本身也可能加剧缺血后的心肌细胞损伤，即发生MIRI。因此，研究MIRI的相关因素对识别高危人群及预防MIRI尤为重要。本研究通过检测168例行急诊PCI术的STEMI患者的临床资料，发现血清miR-124水平能够独立预测MIRI的发生，且具有较好的预测敏感性与特异性。此外，本研究也发现糖尿病、hs-CRP水平也与PCI治疗后发生MIRI相关，这些结果与既往研究一致[8,9]。

关于MIRI的发生机制目前尚未完全明确，有报道认为炎症反应等在MIRI的病理过程中扮演重要角色[10]。miR-124被报道是炎症和免疫反应过程中的一个关键调节因子[11]，而本研究中富集分析的结果也表明miR-124可能通过调控炎症反应来参与MIRI的发生。在缺氧/复氧模拟的MIRI模型中，过表达miR-124可导致炎症因子显著上调[12]，包括肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6、白细胞介素-1β等，提示miR-124与MIRI所致的炎症反应密切相关。另外，本研究生物学信息分析提示在MIRI时miR-124也可能作用于Sphk1、Egr1等基因，并影响视黄醇代谢和心肌胶原纤维重构。Liu等[13]研究发现在心肌梗死大鼠模型中，miR-124可作用于Sphk1，引起心肌缺血再灌注后的细胞坏死和凋亡增加。Billah等[14]通过体外和体内实验证实，Egr1可通过调控IL-6依赖的JAK-STAT信号通路，从而抑制MIRI。近期研究也表明，视黄醇可通过降低氧化应激和心肌凋亡水平，进而在MIRI时发挥心肌保护作用[15]。

既往报道指出，外周血miR-124水平在急性心肌梗死患者中升高[16]，但尚不明确其水平是否与MIRI存在关联。本研究首次报道了血清miR-124水平与STEMI患者PCI治疗后发生MIRI的关系，并且对结果进行多因素Logisitic回归校正，所得出的结论相对可靠。但本研究仍存在不足：本研究是单中心研究，在病例选择方面可能存在一定偏倚，未连续监测STEMI患者的miR-124水平，不能明确其动态变化是否更有助于预测MIRI，仅通过生物信息学的方法分析miR-124的靶基因，缺少细胞和动物实验进一步验证。

综上所述，本研究发现血清miR-124水平能够独立预测STEMI患者PCI后MIRI的发生，其机制可能与视黄醇代谢、胶原纤维重构和炎症反应等生物学过程有关。因此，临床上检测miR-124可能在MIRI的早期评估中具有一定参考价值，但对于其能否成为评价因子有待更多大规模、多中心研究来证实。

参考文献:

[4]白石,谷颖,严明强,等.老年急性心肌梗死外周血中的miR-19b､miR-208水平及其对30 d病死率的预测价值研究[J].中国急救复苏与灾害医学杂志,2022,17(11):1409-1412.

[7]中华医学会心血管病学分会,中华心血管病杂志编辑委员会.急性ST段抬高型心肌梗死诊断和治疗指南(2019)[J].中华心血管病杂志, 2019, 47(10), 766-783.

[9]尹霞,赵昕,郑杨,等.糖尿病与急性心肌梗死缺血再灌注损伤[J].心脏杂志, 2011, 23(3):400-402.

基金资助:湖北省卫生健康委科研基金(项目:WJ2023F046);

文章来源:杨璐瑜,董辉,宋慧敏,等.miR-124与心肌缺血再灌注损伤的相关性研究及其靶基因分析[J].中国急救复苏与灾害医学杂志,2024,19(06):710-713.