MicroRNA profiling reveals novel biomarkers for cardiovascular and psychological health in plateau psycho CVD:高原心理心血管疾病的新突破
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为探究高原环境中心血管疾病(CVD)和抑郁症中 miRNAs 的表达特征及作用,研究人员对 20 名受试者循环小 RNA 进行高通量测序。发现 hsa - miR - 1976 和 hsa - miR - 4685 - 3p 显著上调,AKT1 和 STAT3 是潜在靶点,为相关研究和临床应用提供方向。
在医学研究的广阔领域中,心血管疾病(Cardiovascular Diseases,CVD)和心理疾病的关联一直备受关注。心理心血管疾病(Psycho - CVD)指的是心理障碍和心血管疾病同时存在的情况。自 20 世纪 80 年代起,人们逐渐认识到心理健康因素与多种心血管疾病,如原发性高血压、冠心病等密切相关。进入 21 世纪,越来越多的研究证实了心理障碍和心脏病之间存在双向关系,相互影响,加重病情。例如,心血管患者中常见抑郁、焦虑等心理症状,急性冠状动脉综合征(ACS)后抑郁的发生率较高,美国心脏协会(AHA)也将抑郁列为 ACS 患者死亡的风险因素之一。
目前,虽然已经发现一些生化标记物与 Psycho - CVD 相关,但大多数研究集中在疾病发生后的标记物,预测价值有限,且多针对低海拔人群,对高原 Psycho - CVD 的研究较少。然而,高原环境特殊,心血管系统对高原暴露反应敏感,探索高原 Psycho - CVD 意义重大。此前研究表明,针对高原 Psycho - CVD 的治疗方法能改善患者心功能和心理状态,所以寻找相关生物标志物迫在眉睫。
为了解决这些问题,中国人民武装警察部队特色医学中心等机构的研究人员开展了一项关于高原 Psycho - CVD 中 MicroRNA(miRNA,一类调节基因表达的非编码小 RNA)的研究 。研究成果发表在《Scientific Reports》上,为该领域带来了新的突破。
研究人员运用了以下几种主要关键技术方法:首先,通过前瞻性队列研究,选取 2023 年 3 月至 12 月新进驻西藏拉萨高海拔(超 3000 米)地区的 18 - 25 岁年轻男性,基于组运动心电图测试和 SCL - 90 症状清单将其分为高原对照组(C)、高原 CVD 组(PC)、高原心理组(PP)和高原 Psycho - CVD 组(PPC)。然后,对血液样本进行 RNA 测序,经一系列数据预处理、小 RNA 分类注释、miRNA 表达定量分析等,筛选出差异表达的 miRNA,并进行后续的功能富集分析。
研究结果如下:
- RNA 测序分析:经严格质量控制后,对四组样本进行下一代测序。PCA 分析展示了样本间的关系,在血浆样本中鉴定出多种小非编码 RNA(sncRNA)转录本,最终确定了 2658 种 miRNA。
- 差异 miRNA 表达:PPC 组与对照组相比,有 87 种 miRNA 上调,108 种下调。与 PP 组和 PC 组比较也有差异表达的 miRNA。其中,hsa - miR - 1976 在 PPC、PP 和 PC 组中均显著上调。
- 差异 miRNA 靶点:选择差异表达 miRNA 中的前 5 种探索其靶基因,hsa - miR - 1976 在 PPC 组上调 miRNA 中靶基因得分最高。
- miRNA qPCR 验证:对 PPC 组关键 miRNA 进行 qPCR 验证及 ROC 曲线分析,hsa - miR - 1976、hsa - miR - 4685 - 3p、hsa - miR - 143 - 3p 和 hsa - miR - 128 - 1 - 5p 的 AUC 值均大于 0.7,表明它们在高原 Psycho - CVD 发病机制中起重要作用。
- 富集分析:PPC 组中,KEGG 富集分析发现 PI3K - Akt、神经生长因子(Neurotrophin)等信号通路显著富集;GO 富集分析显示下调的 miRNA 主要靶向参与外周神经系统发育的基因,上调的 miRNA 则抑制多种关键生物过程。PP 组中,上调的 miRNA 抑制癌症相关和代谢通路,下调的 miRNA 促进神经元生长和连接。PC 组虽部分结果无统计学意义,但也提示了相关生物过程。
- 蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPI)网络分析:上调 miRNA 调控的蛋白中,MYC 和 MAPK1 作用显著;下调 miRNA 主要靶向 AKT1 和 STAT3。
研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了 miRNA 在高原 Psycho - CVD 发病机制中的重要作用。hsa - miR - 1976 和 hsa - miR - 4685 - 3p 可能作为神经血管应激和心血管功能障碍的早期指标,hsa - miR - 143 - 3p 和 hsa - miR - 128 - 1 - 5p 可反映炎症负担,它们都有可能成为疾病进展的生物标志物。此外,针对这些 miRNA 通路的治疗干预可能为高原 Psycho - CVD 的治疗提供新策略。例如,调节具有神经保护作用的 miRNA 表达,抑制 STAT3 过度激活,调节 PI3K - Akt 信号通路等。然而,该研究也存在样本量较小等局限性,后续研究可在更大队列中验证,并进一步探索 miRNA 靶向干预的效果。总体而言,这项研究为理解高原相关健康问题的分子机制奠定了基础,为未来的研究和临床应用指明了方向。