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为探究 SARS- CoV- 2 发病机制,研究人员分析轻度 COVID- 19 患者血清 miRNA,发现关键 miRNA 及作用。
一、研究背景:探寻 COVID- 19 轻症 “密码”
2020 年,一场由 SARS-CoV-2 引发的全球性疫情 ——COVID-19,如风暴般席卷而来,给全球公共卫生带来了巨大挑战。这种病毒属于冠状病毒科,能引起呼吸道感染,其传播速度极快,在人群中迅速扩散。
COVID-19 的症状多样,多数患者症状较轻,但部分患者会发展为重症,甚至出现呼吸窘迫综合征、呼吸衰竭和多器官衰竭等严重后果。目前,虽然已知年龄、基础疾病等因素与重症风险相关,但这些指标无法完全解释病毒的生物学特性和感染过程。
近年来,微小 RNA(miRNA)作为基因表达的重要调控者,在疾病研究中备受关注。它是一类长度为 17 - 25 个核苷酸的单链 RNA,能通过调控靶基因的表达,参与细胞的各种生理过程。在病毒感染中,miRNA 既可以帮助宿主抵御病毒,也可能被病毒利用,促进其复制。在 COVID-19 研究中,虽然已发现一些 miRNA 的表达变化与病情相关,但针对轻症患者的研究较少。因此,探究轻度 COVID-19 患者血清中循环 miRNA 的变化,对于深入了解 SARS-CoV-2 的发病机制和临床表型多样性具有重要意义。
二、研究概况:多国合作解锁关键信息
为了解决上述问题,来自西班牙大加那利群岛热带疾病与公共卫生大学研究所(Instituto Universitario de Enfermedades Tropicales y Salud Pública de Canarias,IUETSPC)、生物医学研究网络传染病中心(Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Infecciosas,CIBERINFEC)等机构的研究人员展开了一项研究。该研究成果发表在《Molecular Medicine》上。
研究人员采用了下一代测序(NGS)技术对血清样本中的 miRNA 进行筛选,随后利用逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)对筛选出的 miRNA 进行验证。此外,还通过生物信息学分析预测 miRNA 的靶基因,并探究其相关通路。
三、研究结果:关键 miRNA “浮出水面”
miRNA 筛选结果 :研究人员对 8 名个体(4 名轻度 COVID-19 患者和 4 名年龄匹配的未感染对照)的血清样本进行 NGS 分析,共鉴定出 170 多种 miRNA(≥10 TPM)。其中,18 种 miRNA 在轻度 COVID-19 患者血清中与健康对照相比存在显著差异表达。miR-485- 3p 和 miR-143- 5p 是上调最明显的,而 miR-132- 5p 和 miR-1275 则下调最为显著。
miRNA 验证结果 :在验证阶段,研究人员对 40 名 COVID-19 患者和 29 名非 COVID-19 对照进行分析。结果显示,在 15 种待验证的 miRNA 中,7 种在 COVID-19 患者中下调,仅 miR-27a- 5p 上调。同时发现,miR-1246、miR-423- 5p、miR-21- 5p、miR-146a- 5p、miR-4508、miR-629- 5p 和 miR-210- 3p 的表达与未感染状态相关,而 miR-27a- 5p 的表达与 SARS-CoV-2 感染相关。此外,这些 miRNA 的表达与年龄、性别均无显著相关性。
功能注释分析和基因靶标预测结果 :通过 KEGG 通路和基因本体(GO)分析,研究人员发现这些差异表达的 miRNA 参与了多种生物学过程。miR-1246 参与病毒致癌作用;miR-146a- 5p 参与 toll 样受体信号通路;miR-27a- 5p 作用于 TGF-β 信号通路;miR-423- 5p 参与病毒 - 宿主 mRNA 加工、病毒蛋白加工等过程。此外,还发现 miR-423- 5p 可能是 SARS-CoV-2 感染早期的合适生物标志物。
四、研究结论与意义:照亮 COVID- 19 诊疗新方向
综上所述,该研究发现了轻度 COVID-19 患者血清中 miRNA 的独特表达模式。miR-27a- 5p 的高表达可能对重症疾病具有保护作用;miR-1246 的下调与有效的抗病毒细胞宿主防御相关;miR-21- 5p 表达降低可能预防肺纤维化的发展;miR-423- 5p 有望成为 SARS-CoV-2 感染早期的生物标志物。
然而,该研究也存在一定局限性,如未纳入重症患者、miRNA 在不同组织中的表达差异未充分研究、缺乏体外功能验证以及需要独立队列验证等。尽管如此,这项研究仍为 COVID-19 的发病机制提供了新的见解,为未来的临床诊断和治疗提供了潜在的靶点和生物标志物,具有重要的科学意义和临床价值。未来,需要进一步开展大规模前瞻性研究,以验证这些发现,并深入探究 miRNA 在 COVID-19 中的作用机制,为抗击疫情提供更有力的支持。
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