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目的心肌纤维化是高血压患者心室重构的重要病理改变,是心血管疾病患者的重要病理生理基础,然而心室重构发生的具体分子机制尚不清楚。探究在不同浓度尿酸的刺激下成纤维细胞中骨桥蛋白(Osteopontin,OPN)表达、成纤维细胞活化、增殖和凋亡、I型胶原蛋白(Type I collagen,Coll-1)、α-平滑肌肌动蛋白(alpha smooth muscle actin,α-SMA)表达的差异。高血压致心室重构是心肌疾病发生的重要病理改变,本团队胡博士的前期研究发现人类白细胞抗原-B(Human leukocyte antigen B,HLA-B)可能作为高血压合并心室重构的核心基因靶点,本次研究我们拟利用高级模拟算法及高血压合并心室重构患者的临床标本对HLA-B在该疾病中的核心作用进行验证。材料与方法正常传代培养原代人心肌成纤维细胞(Human Cardiac Fibroblasts,HCF),使用不同浓度的尿酸(Uric acid,UA)刺激HCF,并根据尿酸浓度进行分组:UA 0mg/dl组;UA 5 mg/dl组;UA 10 mg/dl组;UA 15mg/dl组。尿酸刺激培养48或72小时后进行以下实验:用实时荧光定量聚合酶链反应(Real-Time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)检测Coll-1、OPN、α-SMA的m RNA表达情况;经蛋白印迹(Western blot,WB)实验检测各组Coll-1、OPN、α-SMA的蛋白表达量情况;用细胞发光值生长活力检测试剂盒检测不同尿酸各组成纤维细胞的生长活力;用CCK-8试剂盒检测各组细胞的增殖毒性;Trans-well实验检测各组细胞的迁移能力;用碘化丙啶染色试剂盒检测各组细胞的凋亡情况。首先基于Gene Expression Omnibus(GEO)数据库通过Perl与LIMMA对HLA-B在高血压合并心室重构患者中的表达情况进行验证,进而通过收集高血压合并心室重构患者的临床标本对HLA-B在该疾病中的表达情况进行RT-qPCR验证;利用加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)对HLA-B在高血压合并心室重构中的核心作用进行模块化验证及疾病相关性分析;通过Metascape和GSEA对HLA-B为核心的高血压合并心室重构相关的差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)进行功能富集验证;利用CTD数据库对HLA-B作为心室重构相关的重要核心基因进行分析;进一步预测HLA-B作为高血压合并心室重构核心基因的CeRNA网络;鉴定HLA-B与高血压合并心室重构相关的候选小分子药物。结果经48小时不同浓度尿酸处理后,在qPCR检测和WB检测中UA 5 mg/dl组、UA10 mg/dl组、UA 15mg/dl组心脏成纤维细胞OPN、α-SMA、Coll-1表达较UA 0 mg/dl组均有上调趋势,其中UA 10 mg/dl组显著性最高(P<0.001);细胞生长活力检测结果显示,UA 5 mg/dl组、UA 10 mg/dl组、UA 15mg/dl组中心脏成纤维细胞的生长增殖活力较UA 0 mg/dl组显著提高(P<0.001),细胞增殖活力趋势也呈倒U型曲线关系;CCK-8检测结果显示UA 5 mg/dl组、UA 10 mg/dl组细胞的增殖毒性较UA 0 mg/dl组有明显提升(P=0.004);Trans-well小室迁移实验结果发现三个实验组(包括:UA 5 mg/dl组、UA 10 mg/dl组、UA 15mg/dl组)的细胞迁移能力均增强,UA 10 mg/dl组细胞迁移能力增强最为显著;不同浓度尿酸刺激72小时后碘化丙啶染色检测结果显示,UA 5 mg/dl组、UA 10 mg/dl组、UA 15mg/dl组细胞的凋亡减轻,UA 10 mg/dl组最明显。基于胡博士前期研究在高血压合并心室重构患者外周血样中发现了显著的核心基因:HLA-B、CTSL、RHOG、FLNA、MYD88、CAPNS1和TIMP1。其中以HLA-B的变化最为显著。本次研究通过HLA-B差异表达分析发现:高血压合并心室重构组较无左心室重构组相比HLA-B的表达增加,且差异具有统计学意义(log FC=-0.596,p值=0.037),进而通过PCR分析得到了同样的表达趋势:心室重构组与对照组相比,HLA-B的相对表达水平明显升高(P<0.05)。通过WGCNA分析,棕色模块包含了HLA-B基因,且其与心室重构的相关系数为0.67。在HLA-B高表达组中,基因本体(Gene Ontology,GO)的富集分析结果表明主要表现在心脏磷脂代谢过程、细胞迁移以及心脏发育。京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)分析的富集分析结果表明主要表现在丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen Activated Protein Kinases,MAPK)信号通路、细胞自噬过程。ROC分析得出HLA-B可能作为心室重构预测靶点的特异性和灵敏度较高(曲线下面积=0.735,P=0.014)。结论(1)尿酸能上调心脏成纤维细胞中OPN的表达,促使成纤维细胞增殖活化,增加胶原蛋白分泌。(2)尿酸能上调心脏成纤维细胞中OPN的表达,延缓成纤维细胞凋亡,延长细胞的存活时间。(3)尿酸刺激成纤维细胞产生的促纤维化作用,并非一直存在剂量依赖,呈倒U型曲线的趋势。(4)HLA-B与高血压合并心室重构存在相关性,有可能作为该疾病临床诊断新的基因标志物。