microRNA在心臟手術(shù)相關(guān)性急性腎損傷的差異表達(dá)和臨床研究
發(fā)布時(shí)間:2020-03-18 07:27
【摘要】:背景急性腎損傷(AKI)是住院患者常見(jiàn)及嚴(yán)重的并發(fā)癥,增加了住院患者的死亡率。體外循環(huán)的心臟手術(shù)是僅次于膿毒癥之后導(dǎo)致AKI的第二類(lèi)常見(jiàn)原因。心臟手術(shù)相關(guān)的急性腎損傷(CSA-AKI)的病理生理學(xué)是復(fù)雜的,有多個(gè)因素參與,其包括的損傷途徑有:缺血再灌注損傷,外源性和內(nèi)源性毒素,炎癥反應(yīng),氧化應(yīng)激和血流動(dòng)力學(xué)因素。目前認(rèn)為體外循環(huán)(CPB)是心臟術(shù)后發(fā)生AKI的主要致病因素。心臟術(shù)前具有高危因素的患者,比如高齡,糖尿病,心衰以及需要長(zhǎng)時(shí)間CPB的心臟手術(shù)都增加了術(shù)后AKI的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),大約增加了30%~40%。目前在臨床上,術(shù)前具有并發(fā)癥的患者以及需要復(fù)雜心臟外科治療的患者日益增多,那么,CSAAKI的發(fā)生率就會(huì)有進(jìn)一步增高的趨勢(shì)。所以,CSA-AKI是一個(gè)亟待需要闡明的臨床綜合征。CSA-AKI患者是理想的AKI研究人群,因?yàn)閾p害的時(shí)間已知。而目前CSA-AKI的發(fā)病機(jī)理還不明確,代表腎臟損傷的指標(biāo)也不能及時(shí)診斷AKI的發(fā)生。微小RNA(miRNA,miR),是一類(lèi)非編碼小分子RNA,長(zhǎng)度大概20到24個(gè)核苷酸,通過(guò)與靶向信使RNA(m RNA)的3'-非編碼區(qū)結(jié)合從而抑制靶向蛋白的翻譯,實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄后水平上對(duì)基因的表達(dá)進(jìn)行負(fù)調(diào)控。近幾年miRNA在腎臟疾病領(lǐng)域的研究是一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。目前對(duì)動(dòng)物模型和一些類(lèi)型AKI的研究,比如缺血再灌注損傷的AKI,腎移植術(shù)后的AKI,積累的證據(jù)表明,多種miRNA可能參與了AKI的發(fā)病機(jī)制,顯示了其潛在的臨床價(jià)值,提供了研究CSA-AKI分子機(jī)制的新思路;被分泌到循環(huán)或尿液中的miRNA可以作為具有高度敏感性和特異性的生物標(biāo)志物來(lái)研究CSA-AKI的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸。目的篩查體外循環(huán)心臟外科術(shù)后患者的血清,分析在CSA-AKI與非CSA-AKI患者之間差異表達(dá)的miRNA,初步探討參與CSA-AKI發(fā)生過(guò)程的miRNA,并選取CSAAKI相關(guān)的miRNA進(jìn)行臨床驗(yàn)證。方法通過(guò)miRNA芯片技術(shù)來(lái)篩查體外循環(huán)心臟外科術(shù)后患者的血清,篩查CSA-AKI患者與非CSA-AKI患者之間miRNA的表達(dá)差異。本研究通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)同意,并取得患者知情同意書(shū)。選擇在安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心臟外科行體外循環(huán)停跳下瓣膜手術(shù)或者瓣膜手術(shù)同期行冠狀動(dòng)脈旁路移植手術(shù)的成人患者,術(shù)前沒(méi)有慢性合并癥,術(shù)后沒(méi)有發(fā)生腎臟以外的器官損傷。CSA-AKI診斷根據(jù)2012年腎臟疾病改善全球預(yù)后(KDIGO)標(biāo)準(zhǔn),即患者的血清肌酐在心臟術(shù)后48小時(shí)內(nèi)上升大于0.3mg/dl(26.5mmol/L)或者在心臟術(shù)后7天內(nèi)血清肌酐較術(shù)前基礎(chǔ)值上升了1.5倍以上。所有患者行統(tǒng)一常規(guī)的術(shù)前檢查,術(shù)中麻醉及手術(shù)操作,術(shù)后重癥監(jiān)護(hù)及常規(guī)檢查。所有患者臨床無(wú)特殊情況的用藥。采集患者術(shù)前(年齡、性別、體重、身高、紐約心功能分級(jí)),術(shù)中(體外循環(huán)時(shí)間,主動(dòng)脈阻斷時(shí)間,手術(shù)時(shí)間),術(shù)后(機(jī)械通氣時(shí)間,ICU停留時(shí)間,住院時(shí)間)的臨床數(shù)據(jù)。在患者進(jìn)入監(jiān)護(hù)室24小時(shí)左右,抽取橈動(dòng)脈血液5ml,靜置、離心、分裝后凍存于-80°?冰箱,避免反復(fù)凍融,收集完成后統(tǒng)一送樣進(jìn)行miRNA的芯片篩查。使用edge R軟件對(duì)分組間進(jìn)行miRNA的差異分析。差異miRNA的篩選標(biāo)準(zhǔn)為表達(dá)量變化2倍以上并且P值小于0.05。通過(guò)miRNA芯片技術(shù)篩查出來(lái)CSA-AKI相關(guān)的miRNA,采用熒光定量PCR技術(shù),來(lái)進(jìn)一步的做臨床驗(yàn)證。選取在患者進(jìn)入手術(shù)全身麻醉后、外科正中開(kāi)胸前(1),手術(shù)完成入監(jiān)護(hù)室后1小時(shí)(2)、3小時(shí)(3)、6小時(shí)(4)、12小時(shí)(5)及24小時(shí)(6),在上述6個(gè)時(shí)間點(diǎn)抽取橈動(dòng)脈血液5ml,靜置、離心、分裝后凍存于-80°冰箱,等待統(tǒng)一送樣進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)定的指標(biāo)包括某種CSA-AKI相關(guān)的miRNA(Real-time PCR),血清腫瘤壞死因子-a(TNF-a)、單核細(xì)胞趨化因子-1(MCP-1)及中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂蛋白(NGAL)(酶聯(lián)免疫法),血清白介素-6(IL-6)和白介素-10(IL-10)(化學(xué)發(fā)光法)。結(jié)果miRNA芯片技術(shù)共篩查共了7位患者的血清,其中心臟術(shù)后非AKI組(NONAKI)3位患者,CSA-AKI組(AKI)為4位患者,術(shù)后的AKI都為一過(guò)性,出院時(shí)腎功能均已恢復(fù)至術(shù)前基礎(chǔ)值水平。兩組患者術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后臨床資料大致相同。分別經(jīng)過(guò)提取血清樣本的質(zhì)檢合格,小RNA文庫(kù)的質(zhì)檢合格,數(shù)據(jù)過(guò)濾的質(zhì)檢合格后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理,CSA-AKI組和心臟術(shù)后的正常對(duì)照組比較共有38個(gè)miRNA的表達(dá)差異,其中表達(dá)上調(diào)的miRNA有24個(gè),表達(dá)下調(diào)的miRNA有14個(gè)。選取CSA-AKI相關(guān)的hsa-miRNA-494-3p在AKI組(n=10)心臟術(shù)后1小時(shí)即上升達(dá)到峰值,在術(shù)后3小時(shí)和術(shù)后6小時(shí)仍與NON-AKI組(n=8)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。AKI組的NGAL在術(shù)后3小時(shí)與NON-AKI組有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。血清IL-6在心臟術(shù)后24小時(shí)內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上,以及術(shù)后48小時(shí)、72小時(shí),兩組間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。IL-10,MCP-1和TNF-a在心臟術(shù)后24時(shí)內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上,兩組間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。C-反應(yīng)蛋白(CRP)水平在心臟術(shù)后第一天、第二天、第三天持續(xù)上升,并且CRP水平在AKI組較NON-AKI組要高,但是,CRP水平在兩組間的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上也無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)在兩組都表現(xiàn)為心臟術(shù)后持續(xù)升高,48小時(shí)左右達(dá)到高峰后下降,但是,在兩組間各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。中性粒細(xì)胞百分比(N(%))在兩組都表現(xiàn)為心臟術(shù)后持續(xù)升高,48小時(shí)左右達(dá)到高峰后緩慢下降,并且,N(%)在兩組間各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。白蛋白(ALB),總膽紅素(TBIL)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)在兩組間術(shù)后七天內(nèi)的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。結(jié)論通過(guò)高通量miRNA的芯片檢測(cè)技術(shù),篩查了在CSA-AKI患者與非CSA-AKI患者之間差異表達(dá)的miRNA,共有38個(gè)已知的人類(lèi)miRNA,其中表達(dá)上調(diào)的miRNA基因有24個(gè),表達(dá)下調(diào)的miRNA基因有14個(gè),miRNA的差異表達(dá)可能揭示了CSA-AKI的發(fā)病機(jī)制。在篩查的38個(gè)CSA-AKI相關(guān)的miRNA中,驗(yàn)證了hsa-miR-494-3p可以作為CSA-AKI患者早期診斷的分子生物學(xué)標(biāo)記物,hsa-miR-494-3p可能參與了CSA-AKI發(fā)生過(guò)程的早期階段,并且也可能預(yù)示了CSA-AKI的預(yù)后。
【圖文】:
圖 1-1 實(shí)驗(yàn)流程圖Fig1-1 Flow chart信息分析息分析部分主要分成三個(gè)模塊:首先,對(duì)每個(gè)樣品的原始測(cè)序數(shù) RNA 的 tag 序列;其次,對(duì) tag 進(jìn)行注釋?zhuān)b定樣品中的小 R,鑒定 miRNA;最后,得到 miRNA 表達(dá)譜,對(duì) miRNA 基因差異分以及靶基因的富集分析。信息分析流程見(jiàn)圖 1-2 所示。數(shù)據(jù)處理
安徽醫(yī)科大學(xué)博士學(xué)位論文術(shù)期的變化見(jiàn)圖 2-3。心臟術(shù)后第 1 小時(shí) AKI 組的血清 miRNA-494-3p 值是 33.10±35.73,NON-AKI 組是 3.37±4.32,兩組間有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.0068);術(shù)后 3 小時(shí) AKI 組的血清 miRNA-494-3p 值是 22.11±32.26,NON-AKI 組是 2.40±2.67,兩組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.0136);術(shù)后 6 小時(shí)的血清 miRNA-494-3p 值在AKI 組是 15.29 ± 12.66 ,, NON-AKI 組是 2,89 ± 2.17 ,兩組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.0155)。
【學(xué)位授予單位】:安徽醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類(lèi)號(hào)】:R654.2;R692.5
【圖文】:
圖 1-1 實(shí)驗(yàn)流程圖Fig1-1 Flow chart信息分析息分析部分主要分成三個(gè)模塊:首先,對(duì)每個(gè)樣品的原始測(cè)序數(shù) RNA 的 tag 序列;其次,對(duì) tag 進(jìn)行注釋?zhuān)b定樣品中的小 R,鑒定 miRNA;最后,得到 miRNA 表達(dá)譜,對(duì) miRNA 基因差異分以及靶基因的富集分析。信息分析流程見(jiàn)圖 1-2 所示。數(shù)據(jù)處理
安徽醫(yī)科大學(xué)博士學(xué)位論文術(shù)期的變化見(jiàn)圖 2-3。心臟術(shù)后第 1 小時(shí) AKI 組的血清 miRNA-494-3p 值是 33.10±35.73,NON-AKI 組是 3.37±4.32,兩組間有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.0068);術(shù)后 3 小時(shí) AKI 組的血清 miRNA-494-3p 值是 22.11±32.26,NON-AKI 組是 2.40±2.67,兩組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.0136);術(shù)后 6 小時(shí)的血清 miRNA-494-3p 值在AKI 組是 15.29 ± 12.66 ,, NON-AKI 組是 2,89 ± 2.17 ,兩組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.0155)。
【學(xué)位授予單位】:安徽醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類(lèi)號(hào)】:R654.2;R692.5
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本文編號(hào):2588424
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