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背景:股骨头坏死是临床常见的严重危害人民健康的难治性疾病之一,致残率高,给个人及社会造成了巨大精神和经济负担。股骨头坏死的发生与基因变化有关,但又没有明确的家族遗传性。目前MRI被认为是诊断股骨头坏死最有效的无创检测手段。不幸的是,该病发病隐匿,行MRI检查时大部分患者的股骨头已经进展到骨坏死的晚期,而且MRI还存在检测费用昂贵、无法用于有金属内植物的患者,这些不足限制了 MRI在早期诊断ONFH中的临床使用价值,无法体现出“治未病”理论在股骨头坏死领域中的价值。通过跟踪文献,我们发现以外泌体为研究对象的液体活检正广泛应用于多种癌症的早期诊断,而microRNAs已经被认为在人类骨科代谢性疾病中起作用。该检测方法是第一次非介入性地、可重复性地获得待检测样本,而且结果客观、可靠。目的:我们的研究目的是通过分析尿液中的外泌体microRNAs(无创活检),发现与激素性股骨头坏死发生密切相关的潜在生物标志物,以无创的方式早期诊断激素性股骨头坏死。并通过生物信息学分析,尝试发现与激素性股骨头坏死发生相关的信号通路,为激素性股骨头坏死提供新的治疗思路。方法:收集2017年1月-2017年6月广州中医药大学第一附属医院三骨科收治的激素性股骨头坏死和髋关节骨性关节炎患者各9例,分别收集中段尿,提取尿液外泌体总RNA,利用microRNA-seq技术,筛查激素性股骨头坏死尿液外泌体中差异性表达的microRNAs。进一步扩大样本量,实时荧光定量PCR验证10例健康人,10例髋关节骨性关节炎患者和30例激素性股骨头坏死患者尿液外泌体中差异性表达的microRNAs。利用生物信息学(GO分析、KEGG分析和蛋白与蛋白相互作用网络图)预测分析microRNA可能的作用靶点及密切相关的信号通路。结果:与髋关节骨性关节炎相比,激素性股骨头坏死尿液外泌体microRNA测序数据包括了 447条microRNAs,其中差异表达的microRNAs(P<0.05)有103条,明显差异表达的microRNAs(P<0.01)有28条,其中包括15条上调的microRNAs和13条下调的 microRNAs。选择上调的 3 条 microRNAs(microRNA-200b-3p、microRNA-206、microRNA-100-5p)和下调的 2 条 microRNAs(microRNA-320b、microRNA-3180-3p)使用qRT-PCR验证microRNA测序的结果。我们发现激素性股骨头坏死组相对髋关节骨性关节炎组 microRNA-200b-3p、microRNA-206、microRNA-100-5p 相对表达量明显上调表达(P<0.01),激素性股骨头坏死组相对髋关节骨性关节炎组microRNA-3180-3p相对表达量明显下调表达(P<0.01)。MicroRNA-200b-3p、microRNA-206、microRNA-100-5p 和 microRNA-3180-3p ROC 曲线下面积依次是 0.9383、0.9259、0.8765和0.6111。生物信息学预测分析microRNA-206的靶基因中排名前十的关键基因分别是:AKT1、CHEK1、EGFR、BRCA1、CDK4、BCL2、VEGFA、CCND1、ESR1 和 BUB1B。可能参与了 Cell cycle、PI3K-Akt signaling pathway、Estrogen signaling pathway和 FoxO signaling pathway 等信号通路。结论:激素性股骨头坏死患者尿液外泌体中存在显著差异表达的microRNAs(microRNA-200b-3p、microRNA-206、microRNA-100-5p 和 microRNA-3180-3p),这些特异表达的microRNAs可作为激素性股骨头坏死的生物标志物,赋予了“治未病”理论在股骨头坏死中的新内涵。其中差异表达的microRNA-206极有可能通过PI3K-Akt、Estrogen和FoxO信号通路参与了该病的发生过程,为有限预防及治疗该病提供理论基础。