高原低氧环境对循环microRNA表达的影响

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研究背景:微小核糖核酸(microRNA,miRNA)是一类长度约22个核苷酸的小的非编码RNA,它们能够在转录后水平通过降低或阻断信使RNA的翻译来调节基因的表达,参与多种生理、病理过程。最近发现,miRNA能够稳定存在于血液循环中,并且能够作为多种癌症或非癌症疾病的潜在的生物标志物。因此,各种疾病中的特异循环miRNA表达谱被广泛研究。为了将miRNA的研究从实验室转化到临床应用,必须明确影响循环miRNA表达谱的非病理因素。已知人类循环miRNA的表达受年龄、性别等因素的影响,但是高原低氧环境是否影响循环miRNA表达谱尚不清楚。体外研究表明,miRNA是调节缺氧反应的关键因子,其中miR-210-3p是一个代表性的缺氧诱导miRNA,当缺氧时它在细胞中表达上调。但循环miR-210-3p在应对高原低氧环境时的变化尚未报道。研究目的:一.研究高原低氧环境对人类血浆miRNA表达谱的影响。二.研究循环miR-210-3p表达是否受高原低氧环境的影响。研究方法:一.同期收集80例从江苏省、安徽省、上海市移居到海拔3560米的西藏自治区山南地区乃东县1-2年(平均17个月)的汉族人(在藏汉),278例自从出生以来一直居住在乃东县的藏族人(藏族人)以及151例年龄性别相匹配的长期居住在海波高度8.9米的江苏省南京市的汉族个体(南京汉)血浆。首先利用低密度芯片技术对50名南京汉和50名在藏汉两组混合血浆中的754种miRNA进行检测,然后利用qRT-PCR技术对低密度芯片结果中一些显著变化的miRNA进行验证,分析在高原低氧环境下显著变化的miRNA之间的相关性以及与血液学指标的相关性。进一步预测在高原低氧环境中显著变化的miRNA的靶基因。二.利用qRT-PCR技术分别检测了 82名南京汉、46名在藏汉、84名藏族人血浆和血细胞中miR-210-3p的表达。并分析了血浆和血细胞中miR-210-3p表达的相关性以及miR-210-3p与血液学指标的相关性。研究结果:一.低密度芯片结果显示与南京汉相比在藏汉血浆中有105种miRNA表达上调,67种miRNA表达低下调。Pearson相关性分析显示,南京汉和在藏汉血浆中miRNA的表达的相关系数r为0.72。qRT-PCR结果与低密度芯片结果相符,与南京汉相比,miR-130a-3p,miR-302b-5p,miR-572 和 miR-629-5p 的水平在在藏汉和藏族人血浆中表达显著上调。相关性分析显示,miR-130a-3p,miR-302b-5p,miR-572和miR-629-5p之间以及和红细胞计数、血红蛋白含量、血细胞比容都呈显著正相关。靶基因预测发现,在高原低氧环境中表达显著升高的miRNA存在一些与缺氧、红细胞生成、巨核细胞分化相关的靶基因。二.qRT-PCR技术检测血浆和外周血细胞中的miR-210-3p的结果显示,与南京汉相比,在藏汉和藏族人血浆和外周血细胞中的miR-210-3p的表达量均显著升高,然而在藏汉和藏族人血浆和外周血细胞中miR-210-3p的表达量均无显著性差异。相关性分析显示,血浆与外周血细胞中miR-210-3p的表达呈显著正相关;血浆与外周血细胞中的miR-210-3p与红细胞计数、血红蛋白含量、血细胞比容均呈显著正相关。结论:一.高原低氧环境显著影响人类血浆miRNA表达谱。二.循环miR-210-3p在高原低氧环境下显著升高,是应对高原低氧环境的重要循环因子,可能参与人类对高原低氧环境的适应过程。
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