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丙型肝炎病毒感染患者血清外泌体miR-122的表达量及临床意义探讨

2019-02-22宋晓菲徐元宏

安徽医科大学学报 2019年1期
关键词:泌体丙肝外泌体

宋晓菲,徐元宏

丙型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)持续感染可导致慢性肝炎、肝硬化甚至是肝癌,严重危害人类健康。近期研究[1]揭示了微小RNA(miRNA)在HCV增殖和发病中的作用。微小RNA-122(miR-122)是肝脏中含量最丰富的miRNA,一些临床研究[2-3]显示miR-122与肝损伤相关,表现为和谷丙转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase,ALT)及乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV) DNA表达水平相关,因此miR-122也被认为是一种新的肝损标志物。外泌体是由细胞膜内陷后通过一系列复杂的机制形成的微囊泡结构,外泌体中包含蛋白质、脂肪及核酸,双层脂质膜结构可以保护这些内容物不被酶所降解,外泌体是细胞间信息交流传递的重要载体[4]。存储在外泌体中的循环miRNA具有足够的稳定性,该研究的主要目的是检测HCV患者中血清外泌体中的miR-122的表达水平,探讨miR-122是否能作为HCV患者肝损的标志物。

1 材料与方法

1.1病例资料选取2017年1月~2018年1月在无锡市第二人民医院筛查出HCV感染者40例,诊断符合《丙型肝炎防治指南》[5],其中男22例,女16例,年龄18.0~67.0岁(中位年龄42.8岁)。其中28例基因分型为HCV-1b,非HCV-1b共计12例(HCV-2a,HCV-3a,HCV-3b和HCV-6a)。其他原因的肝脏损害疾病排除在外,包括乙肝、丁肝、戊肝、己肝、合并艾滋病、肝硬化、肝癌等。所有患者接受了以聚乙二醇干扰素联合利巴韦林为基础的治疗。选了20例健康体检者作为对照组,其中男12例,女8例,年龄20.1~70.0岁(中位年龄46.0岁)。所有患者接受了以聚乙二醇干扰素联合利巴韦林为基础的治疗,按照疗效分为持续病毒应答组 (sustained virological response, SVR)和非持续性病毒应答组(non-sustained virological response, NR),前者为接受治疗后获得了持续性病毒学应答或完全清除了丙肝病毒,后者为治疗后未获得病毒应答或一直持续高病毒水平。所有研究对象均知情并签署了知情同意书。每位研究对象采集2~3 ml静脉血。

1.2仪器和主要试剂Real-Time PCR 仪购自美国Thermofisher公司;酶标仪购自美国Molecular Devices公司;低温离心机、移液器购自德国Eppendorf公司;电泳仪、转膜仪购自美国Bio-Rad公司;马尔文NanoSight NS300纳米颗粒跟踪分析仪购自英国Malvern Instruments 公司, CD63、CD9、TSG-101抗体、抗-HCV诊断试剂盒,HCV核酸定量检测试剂盒购自上海释物生物科技有限公司; RNA提取试剂盒购自北京天根生化科技有限公司;miR-122实时定量PCR引物、丙型肝炎病毒基因分型检测试剂盒(PCR-反向点杂交法)购自上海吉凯生物有限公司;PVDF filter 购自美国Millipore公司。

1.3miR-122荧光定量PCR用RNA提取试剂盒提取血清中的microRNA,RNA逆转录采用Taqman microRNA 反转录试剂盒和miRNA特异性茎环引物,具体步骤参考试剂盒说明书。逆转录反应体系如下:5 μl RNA,2 μl逆转录缓冲液,0.25 μl dNTP(100 mmol/L),4 μl 逆转录引物(1 μmol/L),0.5 μl逆转录酶(50 U/μl),0.25 μl Rnase抑制剂(20 U/μl),12 μl RNAase-free去离子水;反应条件:16 ℃、30 min; 42 ℃、30 min; 85 ℃、5 min。采用Taqman microRNA定量PCR试剂盒对miR-122进行实时荧光定量PCR,引物、反应体系和反应条件参考文献[6],采用U6为内参,标准化CT:ΔCt=CTmiR-122-CTU6。血浆中miR-122的含量使用2-ΔΔCT法计算,ΔΔCT=(CTmiR-122-CTU6)实验组-(CTmiR-122-CTU6)对照组。

1.4外泌体的分离鉴定血清预先用0.22 μm PVDF filter 过滤,按照文献[7]超速离心的方法收集外泌体,提取的外泌体利用电镜负染的方法观察其形态,利用NanoSight NS300 进行外泌体大小测定和定量分析。利用Western blot 检测外泌体表面标志性marker-CD63、CD9和肿瘤易感基因 101 蛋白(TSG-101)等方法对外泌体进行鉴定。

2 结果

2.1HCV患者的一般临床特征两组的一些常规的生化指标,包括血清白蛋白(Alb)、总胆红素(TBIL)、低密度脂蛋白(LDL)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)以及其他各项指标如白细胞(WBC)、红细胞(RBC)、葡萄糖(GLU)、乳酸脱氢酶(LDH)、高密度脂蛋白(HDL)等。Alb、TBIL、LDL在HCV患者中较健康人水平下降,而ALT、AST水平在HCV患者中较健康人升高,WBC、RBC、GLU、LDH、HDL等其他指标在两组之间差异无统计学意义。见表1。

2.2血清外泌体分离鉴定在HCV患者和对照组提取的血清外泌体中检测到CD63、CD9和TSG-101,提示血清外泌体提取成功(图1)。

图1 HCV患者和健康对照者的血清外泌体标志物CD63、CD9和TSG-101表达

2.3HCV患者和健康对照组中血清外泌体miR-122的表达水平HCV组血清外泌体中miR-122的表达量均较健康对照明显降低,但是HCV-1b组的miR-122表达量比非HCV-1b组略高,差异有统计学意义(P<0.05),见图2A。 HCV组(包括HCV-1b和非HCV-1b组)中外泌体miR-122的表达量与AST和ALT之间的相关性:HCV组中miR-122的表达量与AST的相关系数r=-0.22, miR-122表达量与ALT的相关系数r=-0.29,提示HCV组中miR-122的表达量与AST或ALT的表达量负相关,但相关性弱。

2.4HCV患者和健康对照组中血清循环miR-122的表达水平血清循环miR-122的水平见图2B。HCV-1b和非HCV-1b组的血清循环miR-122表达量较健康人降低,同样的,HCV-1b组的血清循环miR-122表达比非HCV-1b组的表达高(P<0.05),见图2。HCV患者中(包括HCV-1b和非HCV-1b组)血清循环miR-122和ALT、AST相关性显示:血清循环miR-122和ALT、AST呈负相关,前者相关系数r=-0.522,后者相关系数r=-0.39。

表1 HCV患者(HCV-1b和非HCV-1b)和健康对照组一般情况比较

P1:HCV-1b组与健康对照组比较;P2:非HCV-1b组与健康对照组比较

图2 HCV-1b组、非HCV-1b组和健康对照组的血清外泌体miR-122和血清循环miR-122表达量

A:三组中血清外泌体miR-122的表达量;B:三组中血清循环miR-122的表达量;非HCV-1b组与健康对照组比较:*P<0.05;HCV-1b组与健康对照组比较:&P<0.05;非HCV-1b组与HCV-1b组比较:#P<0.05

2.5不同基因型患者miR-122表达水平与疗效初步分析本研究的28例HCV-1b型患者,其中20例为SVR,其余为NR;12例非HCV-1b型患者中,有4例为SVR,其余为NR。 计算SVR的患者和NR患者血清循环和血清外泌体miR-122表达量, 血清循环miR-122在SVR患者中表达量明显高于NR患者(P<0.05),但血清外泌体miR-122在SVR患者和NR患者中表达量差异无统计学意义。见图3。

3 讨论

血清循环miR-122被认为是一种新的预测肝功能损伤的生物标志物[8-12]。本研究中,HCV患者血清循环miR-122的表达量较正常人降低,并与AST和ALT表达水平呈负相关。目前关于HCV患者血清循环miR-122的表达趋势尚有争议,张庆 等[13]和Bihrer et al[14]研究显示慢性HCV感染者血清循环miR-122表达高于健康对照组,而Jiao et al[15]研究表明血清和外泌体中miR-122在各个丙肝基因型组中均低于对照组,造成这样的原因为这几个研究纳入患者和样本量大小不一样,张庆 等[13]的研究主要纳入的为慢性丙肝、肝硬化、肝癌患者,Bihrer et al[14]主要纳入的也为慢性丙肝患者,本研究和Jiao et al[15]研究纳入的患者群并非限定在慢性丙肝感染,可能在丙肝进程的不同阶段miR-122表达量会不同,后续研究中也会关注这点。

图3 SVR组和NR组的血清外泌体miR-122和血清循环miR-122表达

A:血清泌体miR-122的表达;B:血清外循环miR-122的表达;与SVR患者比较:*P<0.05

外泌体是一种稳定有效的细胞间信号传递和交换方式,包含蛋白质、信使RNA和微小RNAs等,这些内容物在外泌体的保护下不易被降解[16]。在本研究中,外泌体源性miR-122与血清循环miR-122表达趋势类似(消长一致),在HCV患者中表达水平低于健康人群,此外,外泌体源性miR-122与AST和ALT之间也存在着负相关,只是负相关性比血清循环miR-122和AST/ALT弱。这些结果提示外泌体源性miR-122虽然稳定性比血清循环miR-122稳定,但是准确性上可能不如血清循环miR-122。

临床HCV治疗方案主要为干扰素和利巴韦林,但疗效差异较大, HCV最常见有5种基因型(1a、1b、2a、3a、6a),我国主要为以1b型最多见(约占70%),有研究[15]认为不同基因型HCV与疾病严重程度有一定相关性。本研究观察到HCV不同基因型之间的血清循环和血清外泌体中的miR-122表达量存在差异,HCV-1b组miR-122表达量略高于非HCV-1b组,这与Jiao et al[15]的研究结果基本一致。也有研究[14]报道miR-122可作为HCV治疗成功的预后标记,本研究也对此进行了初步的探讨,SVR为治疗有效,而NR则为效果不佳,本研究结果提示,获得SVR的患者血清循环miR-122高于NR的患者,但是血清外泌体miR-122在SVR组和NR组之间的差异无统计学意义,提示血清外泌体miR-122可能不具备预测治疗效果的可能性。但是治疗效果的影响因素众多,即便是血清循环miR-122在SVR组和NR组之间存在差异,血清循环miR-122预测治疗效果的能力仍有待深入探讨。

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