高甘油三酯血症人群lncRNA差异表达与2型糖尿病的关联及机制研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuyingbo1988
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
2型糖尿病是一种由遗传和环境因素综合作用所导致的内分泌代谢性疾病,以空腹及餐后高血糖为主要特征的代谢异常综合征,占糖尿病的90%以上。伴有高甘油三酯等血脂异常的糖尿病患者,相对于血脂水平正常的糖尿病患者在临床上发生并发症的风险更高,病情也更为严重,易累及心血管、脑血管等多个器官、系统。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)常作为疾病诊断的标志或治疗靶点。已有研究表明lncRNA与2型糖尿病的发生发展有关。但是在高甘油三酯血症人群中,影响2型糖尿病发生发展的lncRNA及其具体作用机制尚不清楚。目的:本研究通过筛选高甘油三酯血症人群中新发2型糖尿病和血糖正常人群差异的lncRNA,继而探讨目的lncRNA对胰岛β细胞功能和活性的影响,并通过生物信息学方法进一步揭示其参与高甘油三酯血症人群2型糖尿病发生的生物学机制,从而为高甘油三酯血症人群2型糖尿病的防治提供科学依据。方法:1.人群研究:(1)采用基因芯片技术对高甘油三酯血症新发2型糖尿病患者(6例)和高甘油三酯血症血糖正常者(6例)外周血样本进行转录组测序,构建lncRNA差异表达谱。结合GEO数据库中的数据集GSE 130991(92例高甘油三酯血症2型糖尿病vs.96例高甘油三酯血症血糖正常)筛选出差异表达的lncRNA ENST00000462455.1。(2)通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)检测lncRNA ENST00000462455.1在新收集的120例高甘油三酯血症2型糖尿病患者和120例高甘油三酯血症血糖正常者的表达水平,同时分析lncRNA表达水平与糖脂相关生化指标的相关性。此外,通过受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)探究lncRNA ENST00000462455.1表达量对于高甘油三酯血症人群2型糖尿病的潜在临床价值,并通过MIN6细胞进行后续体外验证。2.体外细胞验证:首先采用荧光原位杂交技术(Fluorescence in situ hybridization,FISH)确定lncRNA ENST00000462455.1在MIN6细胞中的定位,进而通过RT-qPCR检测其在相应糖脂环境下的表达水平。同时,通过转染小干扰RNA(Small interfering RNA,siRNA)的方式沉默lncRNA ENST00000462455.1。随后分别通过CCK-8实验和流式细胞术观察MIN6细胞活性和凋亡情况;通过ELISA实验检测MIN6细胞胰岛素分泌情况;通过RT-qPCR检测维持胰岛β细胞功能和活性的相关转录因子的表达水平。3.竞争性内源RNA(competing endogenous RNAs,ceRNA)调控机制的探索:构建lncRNA ENST00000462455.1 ceRNA调控网络,通过基因本体论(Gene Ontology,GO)富集分析,京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA),蛋白互作网络(protein interaction network,PPI network)等生物信息学方法探讨lncRNA ENST00000462455.1可能的ceRNA调控机制。结果:1.高甘油三酯血症人群2型糖尿病差异lncRNA的筛选通过转录组测序构建高甘油三酯血症人群2型糖尿病lncRNA差异表达谱,发现差异lncRNA共计3163个,其中上调的lncRNA有1439个,下调的lncRNA有1724个。进而通过GEO数据库中的GSE 130991数据集对上述lncRNA差异表达谱中25个校正P值有意义的差异lncRNA进行筛选,发现共13个lncRNA(包括lncRNA ENST00000462455.1)对应的基因在该数据集中有表达。2.高甘油三酯血症人群2型糖尿病差异lncRNA在外周血中的表达通过对收集的240例人外周血样本的RT-q PCR验证发现:lncRNA ENST00000462455.1在高甘油三酯血症2型糖尿病患者中的表达水平低于高甘油三酯血症血糖正常者(t=5.673,P<0.001)。同时,lncRNA ENST00000462455.1表达量与体重,腰围(waist circumference,WC),身体质量指数(Body Mass Index,BMI),腰高比(waist-to-height ratio,WHt R),舒张压,心率,甘油三酯(triglyceride,TG),肌酐,谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT),谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST),血糖,甘油三酯葡萄糖指数(triglyceride and glucose index,Ty G),Ty G-BMI,Ty G-WC,Ty G-WHt R等糖脂相关生化指标呈负相关(P<0.05)。此外,ROC曲线下面积为0.696(95%CI:0.631-0.762,P<0.001),lncRNA ENST00000462455.1可能是高甘油三酯血症患者2型糖尿病的潜在生物标志物。3.lncRNA ENST00000462455.1对MIN6细胞活性及功能的影响FISH实验证实:lncRNA ENST00000462455.1在MIN6细胞核质中均有表达。相对于高脂环境,高糖高脂下的MIN6细胞lncRNA ENST00000462455.1表达水平在培养48h,72h和96h后均呈下降趋势(P<0.05)。同时,以高脂环境为对照,沉默lncRNA ENST00000462455.1在高糖高脂环境下与阴性对照相比,存活率下降,凋亡率增高,胰岛素分泌水平明显降低,维持胰岛β细胞功能和活性的相关转录因子Ins1,Pdx-1,Glut2,Fox O1和ETS1表达水平下降(P<0.05)。4.lncRNA ENST00000462455.1在高甘油三酯血症人群2型糖尿病发生发展中的ceRNA调控机制的探索本研究构建了包括lncRNA ENST00000462455.1及其对应的14个miRNA和118个mRNA的ceRNA调控网络。首先,确定与研究相关的miR-125a-3p和miR-204-3p,进而通过对网络中关键m RNA的GO和KEGG富集分析,发现RCAN1,DPYSL2,KCNIP2,CACNA1C,ANXA6和CSRP1富集在生物过程(Biological Process,BP)、细胞组成(Cellular Component,CC)和分子功能(Molecular Function,MF)的多个通路上。特别是,CACNA1C富集在2型糖尿病(Type Ⅱ diabetes mellitus)和胰岛素分泌(Insulin secretion)信号通路。同时,GSEA分析也证实CACNA1C是2型糖尿病通路富集基因集的核心基因。此外,PPI网络也发现了上述6个mRNA在蛋白水平上的相互作用。因此,lncRNA ENST00000462455.1对于高甘油三酯人群2型糖尿病发生发展的ceRNA调控轴如下:ENST00000462455.1/miR-125a-3p/RCAN1/DPYSL2或ENST00000462455.1/miR-204-3p/KCNIP2/CACNA1C/ANXA6/CSRP1。其中,ENST00000462455.1/miR-204-3p/CACNA1C可能为核心调控轴。结论:1.通过分析筛选高甘油三酯血症人群2型糖尿病的差异lncRNA,本研究发现差异lncRNA共计25个,其中上调的lncRNA有10个,下调的lncRNA有15个。2.lncRNA ENST00000462455.1在高甘油三酯血症2型糖尿病患者中表达低于高甘油三酯血症血糖正常者。同时,lncRNA ENST00000462455.1表达量与糖脂相关生化指标呈显著相关,可能是高甘油三酯血症患者2型糖尿病的潜在生物标志物。3.lncRNA ENST00000462455.1在MIN6细胞核质中均有表达。相对于高脂环境、高糖高脂环境下的MIN6细胞lncRNA ENST00000462455.1表达水平下降。且沉默该lncRNA后,MIN6细胞活性降低,凋亡率增高,胰岛素分泌水平下降,且维持功能和活性的相关转录因子表达水平的下降。4.预测lncRNA ENST00000462455.1对于高甘油三酯血症2型糖尿病发生发展的ceRNA调控轴如下:ENST00000462455.1/miR-125a-3p/RCAN1/DPYSL2或ENST00000462455.1/miR-204-3p/KCNIP2/CACNA1C/ANXA6/CSRP1。其中,ENST00000462455.1/miR-204-3p/CACNA1C可能为核心调控轴。
其他文献
铝合金具有耐腐蚀性强、轻质高强以及绿色环保等特点,近些年来被广泛应用于桥梁工程和空间结构。铝合金弹性模量低,仅为钢材的31,其结构的稳定性问题较为突出;并且铝合金的应力-应变曲线是非线性的、无屈服平台、以及在屈服点后具有显著应变硬化,其本构关系不能像钢材一样简化为理想弹塑性模型。铝合金本构关系的强非线性,增加了铝合金构件稳定性问题解析求解的难度。另一方面,随着高层建筑和大跨度结构的发展,普通铝合金
阵列天线由于其高增益及灵活的波束形成能力被广泛应用于各种无线电子信息系统。面对日趋复杂的电磁环境,新一代无线电子系统对阵列天线设计提出了更具挑战性的设计要求。传统相控阵天线只能通过调配各辐射单元的激励幅相以调控电磁辐射在空域的分布,无法调控时频域上的电磁辐射分布。因此,传统相控阵天线难以应对日益复杂的电磁环境。另一方面,复杂的电磁环境驱使着无线电子系统朝着雷达、通信、电子对抗等多功能一体化方向发展
能源是人类社会生存、生产和发展的重要物质基础。随着全球人口的急剧增长和世界经济的高速发展,世界气候变暖和能源短缺问题日益突出。因此,清洁可再生能源的利用与开发在推动能源结构转型和实现碳中和方面意义重大。深部地热能因其储量巨大、供应稳定、热品质高等优点具有巨大发展潜力。目前,地热钻井普遍采用常规回转钻进方式,但这种钻进方式存在岩石破碎效率低、钻头磨损严重、钻井周期长和钻井成本高昂等问题,严重制约了深
信息与通信技术的发展加速了社交媒体融入到大众的日常生活中,用户从传统的信息消费者逐渐转变为信息的生产者。用户在社交平台上发布的内容携带着大量的个人情感和观点信息,在虚拟网络中不断传播、发酵,进而影响到现实世界的进程和发展。因此,分析和识别社交数据中潜在的情感信息始终是情感计算和自然语言处理领域的一项重要基础工作。但是通信技术的发展改变了传统社交数据的内容形式,用户发布的内容不再局限于单一的文本信息
空气激光是超快激光诱导的一种新型非线性光学现象,它是以空气中的气体组分作为增益介质,在无谐振腔的条件下产生的远场相干辐射光源。近十几年来,空气激光现象,特别是2011年发现的氮分子离子空气激光,引起了人们广泛的关注。这不仅因为它在远程大气污染物、温室气体检测和原子分子物理研究等方面具有重要的应用价值;也由于引起该现象的光增益机理十分复杂,其中包含了多种物理过程,例如分子电离、能态耦合和量子相干等。
中文唇语识别是富有挑战性的研究课题之一,其目标是通过观察说话者的嘴唇运动变化从而识别出相应的文本内容。由于中文具有丰富性和歧义性等语言特征,且目前没有公开可用的中文唇语数据集,该课题的研究一直处于发展缓慢阶段。近年来,随着神经网络在计算机视觉领域的广泛应用,基于深度学习的唇语识别研究也取得了长足的发展。本文通过自建中文唇语数据集CCTVDS以及对中文构词特征的分析,提出了端到端的中文唇语模型Lip
在城市遮蔽环境中,利用微波信号透视墙体等障碍物,探测未知盲区,实现室内目标定位、跟踪和识别、建筑布局成像等,在灾害救援、反恐维稳及城市作战等领域具有重要应用前景。微波信号与建筑环境相互作用时,会产生透射、反射、衍射等复杂的电磁传播现象,导致回波信号出现杂乱、模糊等物理效应,如何高效利用复杂回波信号,实现高精度建筑布局成像是国内外研究热点和难点。本文围绕建筑布局成像问题,开展建筑布局结构透视微波层析
随着现代无线技术的迅猛发展,作为无线系统中至关重要的组成部分,天线也需要满足多系统融合的发展趋势。共口径天线可以将多个频段、多个极化、多个功能的天线放置在同一个辐射口径面内,并减少工作系统中的天线数量,提高系统的口径利用率,从而成为了天线领域的热门研究方向。此外,当共口径天线多个通道间具备较高的隔离度时,可以有效降低系统的复杂程度,使得多个频段天线具备独立工作和调控的能力。由于毫米波频段具有丰富的
长江第一弯的形成是青藏高原东南缘河流地貌演化的重要事件,也是了解金沙江及长江流域在构造与气候等因素作用下水系调整历史的重要窗口。在青藏高原隆升,河流快速下切,第四纪冰期等地质背景下,属于地形急变带的青藏高原东南缘第四纪以来形成了大量的重力型堆积残体。这些堆积残体年代久远,成因复杂,但却往往蕴含着与环境演化相关的丰富的地质信息。这些信息是了解堆积残体形成与演化过程中古构造、古气候等因素的重要根据,对
细菌感染已经成为全球人类所面临的公共健康问题。在人类与细菌的顽强抗争中,抗生素曾一度被认为是对抗细菌感染的终极武器。然而,多重耐药菌株的出现和蔓延逐渐凸显出了抗生素治疗的无效性。近年来,纳米科学技术的快速发展为提高抗感染治疗水平提供了有效的替代方案。其中,半导体纳米材料由于其独特的理化性质、结构特点以及良好的环境稳定性,在实际应用领域中占据重要地位。自然界的生物为了适应环境的变化,在激烈的生存竞争