摘要目的:通过对年龄相关性白内障(age-related cataract,ARC)患者、伴有糖尿病(diabetes mellitus,DM)但无糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)患者及增殖性糖尿病视网膜病变(proliferative DR,PDR)患者血浆外泌体进行miRNA芯片测序检测三组中miRNA表达水平的变化,寻找在PDR患者中差异表达的miRNA,并对其进行靶基因预测和基因注释(gene ontology,GO)、KEGG通路分析,探寻差异表达的miRNA在DR发病中的作用。<br> 方法:1.收集ARC患者、有DM但无DR的患者及PDR患者的全血,离心后抽取血浆分别作为control、DM和PDR组的样本,通过超速离心法从血浆中提取外泌体和微囊泡(microvesicles,MV)并运用电镜和免疫印迹法(western blotting)鉴定外泌体;<br> 2.对三组样本(每组5例患者混合)提取的外泌体进行miRNA芯片测序,探寻在PDR组中差异表达的miRNA,根据差异表达的倍数和miRNA功能分析挑选2个miRNA进行定量实时聚合酶链锁反应(quantitative real time polymerase chain reaction,qRT-PCR)验证其在每组20例患者的全血浆、外泌体和MV中的表达,并对差异表达的miRNA进行靶基因预测及GO和KEGG通路分析。利用qRT-PCR检测黄斑裂孔(macular hole,MH)和PDR患者各12例的玻璃体液中hsa-miR-431-5p的表达水平;<br> 3.利用4一羟基壬烯醛(4-Hydroxynonenal,4-HNE)刺激人视网膜血管内皮细胞(human retinal capillary endothelial cells,HRCECs)制造增殖模型,首先分别用O、5、10、20、50、100μmol/L的4-HNE刺激HRCECs24h后CCK-8试剂盒测定其增殖情况确定4-HNE促进HRCECs增殖的最佳浓度,其次用该浓度4-HNE刺激HRCECs24h之后运用qRT-PCR检测筛选出的miRNA在细胞中的表达水平,最后用negativecontrol、miRNAmimics、inhibitorcontrol、miRNAinhibitor分别转染HRCECs,再用CCK-8试剂盒测定其增殖情况,用划痕实验检测其迁移情况。<br> 结果:1.运用超速离心法成功提取了血浆中的外泌体,且电镜下能够看到符合外泌体结构特征的囊泡,westernblotting也证实了外泌体特有的蛋白CD9、CD63有表达;<br> 2.miRNA芯片检测到差异表达的589个miRNA,通过GO和KEGG通路分析发现这些miRNA主要参与细胞内吞、蛋白结合过程以及MAPK通路、Rap1通路、Ras通路、AMPK通路等。根据在PDR组中表达变化明显这一条件及既往的研究挑选出hsa-miR-431-5p和hsa-miR-361-3p为验证目标,qRT-PCR结果显示外泌体中hsa-miR-431-5p在PDR组明显升高,差异有统计学意义(P<0.05),而hsa-miR-361-3p在三组的外泌体中变化不明显,差异无统计学意义(P>0.05)。另外血浆和MV中,2个miRNA在三组中表达变化均不明显,差异无统计学意义(P>0.05)。针对hsa-miR-431-5p的靶基因预测发现KRIT1、FGFR2、PPARA、SMURFI可能是它的靶基因,且hsa-miR-431-5p与细胞粘附分子相关的通路有关,此外GO分析显示hsa-miR-431-5p还可能参与JAK-STAT的负性调控,糖代谢及脂肪酸氧化的正向调节、胞吞作用以及腺上皮细胞的分化。在玻璃体液中,PDR患者的hsa-miR-431-5p表达较正常对照组下调。<br> 3.浓度为10μmol/L时,4-HNE刺激HRCECs增殖的作用最强。使用10μmol/L的4-HNE刺激HRCECs24h后细胞hsa-miR-431-5p的表达水平升高,差异有统计学意义(P<0.05)。在HRCECs中转染hsa-miR-431-5pmimics后细胞增殖明显增强,而转染hsa-miR-431-5pinhibitor后细胞增殖减弱,差异均有统计学意义(P<0.05)。转染后的细胞划痕恢复面积未表现出明显的差异。<br> 结论:1.本研究通过对血浆外泌体进行miRNA芯片测序并用qRT-PCR验证得到hsa-miR-431-5p在PDR患者的血浆外泌体中表达明显升高,为进一步研究该miRNA在DR发病中的作用提供了理论依据;<br> 2.在qRT-PCR验证过程中发现hsa-miR-431-5p在血浆、外泌体和MV中的表达不同,只有在外泌体中它在PDR患者中明显升高,而在血浆和MV中它在三组患者中无明显变化趋势,这也说明了外泌体更能反应机体的疾病状态;<br> 3.hsa-miR-431-5p在4-HNE刺激的HRCECs增殖模型中表达升高,且hsa-miR-431-5p能促进HRCECs的增殖。
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