尿液外泌体mRNA用于前列腺癌早期诊断的研究

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研究目的:通过对前列腺穿刺患者尿液外泌体RNA测序分析筛选出具有显著差异表达的尿液外泌体mRNA,构建基于尿液外泌体mRNA的综合诊断模型,探讨其在前列腺癌(prostate cancer,PCa)早期诊断中的价值,减少不必要的前列腺穿刺,为开发相应的临床检测试剂盒提供依据。研究方法:使用超速离心法提取尿液样本中的外泌体,采用二代测序技术对尿液外泌体RNA进行测序分析,获得具有显著差异性表达的mRNA;根据表达量筛选出与前列腺癌相关差异最显著的前10个mRNA作为候选分子标志物,然后进一步探索这10个mRNA在尿液外泌体中的分布特点,针对靶基因的外显子设计探针和引物,通过RT-PCR产物表达量的比较,获得表达丰度高且条带单一的外泌体RNA片段;通过大量临床尿液外泌体样本(PCa 43例,前列腺增生92例)进一步验证,应用q RT-PCR技术检测候选mRNAs在两组独立研究人群中相对表达水平;运用单因素logistic回归分析预测PCa的独立危险因素;多因素logistic回归分析构建基于尿液外泌体mRNA的综合诊断模型;采用受试者工作特征曲线(ROC)评估相关指标及模型的诊断价值。研究结果:应用超速离心法成功分离出稳定的外泌体;我们探索了十个候选分子在外泌体RNA中的分布,通过对靶基因的片段分析,对每一个mRNA针对性的设计多个检测引物,应用RT-PCR找到了每一个靶基因中表达丰度最高且条带单一的PCR产物并针对性的设计检测探针,经过探针验证后最终获得8个外泌体基因,即WWP1、RBM10、ZFY、NRSN2、MARK2、PASK、HIST2H2BF、RAB5B;进一步扩大临床尿液样本对上述8个靶基因进行验证,q RT-PCR结果表明PCa组尿液外泌体中8个靶基因的相对表达量均高于前列腺增生组,差异具有显著统计学意义(均P<0.001),单因素logistic回归分析结果提示这8个靶基因均是PCa的独立危险因素,ROC曲线显示它们对PCa具有良好的诊断价值,它们的AUC分别为WWP1(0.906)、RBM10(0.817)、ZFY(0.799)、NRSN2(0.856)、MARK2(0.801)、PASK(0.831)、HIST2H2BF(0.835)、RAB5B(0.880);基于多因素logistic回归分析构建的尿液外泌体mRNA综合模型ROC结果显示,综合模型的AUC高达0.921,灵敏度为76.7%,特异度96.7%,阳性预测值和阴性预测值分别为91.4%和89%,尿液外泌体mRNA在PCa早期临床诊断方面具有极高的价值。研究结论:本研究基于尿液外泌体测序分析成功筛选出WWP1、RBM10、ZFY、NRSN2、MARK2、PASK、HIST2H2BF以及RAB5B八个显著上调PCa相关外泌体基因,进一步证实这8个靶基因是PCa的独立预测因子,可作为PCa早期诊断的潜在标志物,基于logistic回归构建的尿液外泌体mRNA综合诊断模型可提高PCa的早期诊断效能。
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