DOI:10.20047/j.issn1673-7210.25080757
中图分类号:R749
何明玲, 唐艳姣, 刘军莉
| 【作者机构】 | 青海大学附属医院老年科 |
| 【分 类 号】 | R749 |
| 【基 金】 | 国家自然科学基金资助项目(81974283)。 |
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种进行性神经退行性疾病,主要影响老年人的认知功能,包括记忆、思维和行为能力[1]。随着全球人口老龄化的加剧,AD的患病率呈上升趋势。相关资料显示,2022年中国AD患者人数已达约1 000万,占全球患者总数的四分之一[2]。目前,AD的诊断主要依赖于临床症状、神经心理测试及影像学检查等方法[3-4]。实践中发现,临床症状和神经心理测试往往在疾病的中晚期才能发现明显的异常,对于早期诊断的灵敏度和特异度不高;影像学检查虽能提供有关大脑结构和功能的信息,但因其价格昂贵、操作复杂,故难以在基层医疗机构广泛应用。因此,寻找简单、有效的生物学标志物以辅助早期诊断显得尤为重要。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类不编码蛋白质的RNA,牛磺酸上调基因1(taurineupregulatedgene1,TUG1)是近年来受到广泛关注的lncRNA,研究发现lncRNA TUG1参与神经元凋亡的调控,沉默lncRNA TUG1可抑制小鼠的神经组织损伤及神经炎症[5-6]。微RNA(microRNA,miRNA)为多个核苷酸组成的非编码小分子,在中枢神经系统的组织发育、细胞分化、神经损伤和疾病发生、发展等过程中都具有重要作用[7]。有学者认为,神经元减少是AD的病理学特点之一,而抑制miR-218-5P表达能促进胚胎神经干细胞向神经元分化[8]。NOD样受体蛋白1(nucleotide binding oligomerization domain-like receptor protein 1,NLRP1)是一种多结构域支架蛋白,在神经炎症当中发挥重要的作用[9]。国外有研究显示,与非AD患者相比,AD患者大脑中的NLRP1免疫阳性神经元增加近32倍,通过减少NLRP1的激活,可减少神经元死亡,促进神经功能恢复[10]。基于此,本研究将探讨AD患者的血清lncR NATUG1、miR-218-5p、NLRP1表达水平与患者简易精神状态量表(mini-mental state examination,MMSE)评分的关系,并对其诊断效能进行评价。
选取2021年12月至2024年12月青海大学附属医院收治的130例AD患者作为研究对象,并将其归为观察组。纳入标准:①符合《中国阿尔茨海默病痴呆诊疗指南(2020年版)》[11]相关标准;②患者监护人均知情研究;③初中及以上学历患者MMSE评分<24分、小学学历患者MMSE评分<20分、文盲患者MMSE评分<17分;④颅脑CT或头颅磁共振成像检查确认,存在海马区或其他皮质部位的萎缩现象。排除标准:①合并自身免疫性疾病;②合并心脑血管及肝肾等疾病;③其他因素所致的认知功能受损或痴呆状态(例如梅毒感染、维生素B12 缺乏症、药物不良反应等);④合并恶性肿瘤。另选取2021年12月至2024年12月在青海大学附属医院进行体检的100名健康者作为健康组。两组一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。见表1。
表1 两组一般资料比较
样本量计算公式为:N1=N2=2×[(u1-α+u1-β/2)S/δ]2,根据文献研究,取δ=3.20,标准差S=6.50,u1-α=1.96,u1-β/2=1.28,经计算,两组样本量各87例,考虑10%的样本量脱落率,每组至少96例。本研究经青海大学附属医院医学伦理委员会审查批准(P-SL-2023212)。
1.2.1 资料收集 收集两组一般资料与实验室检测指标,包括年龄、性别、受教育年限及血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1水平。
1.2.2 相关血清指标检测 所有参与者在入组时均抽取5 ml晨起空腹外周血,使用德国Eppendorf公司Centrifuge 5920 R离心机,以3 000 r/min的速度(离心力1 000×g,离心半径为10 cm)离心10 min,随后收集分离出的上层血清置于-80℃冰箱保存备用。采用酶联免疫吸附试验法测定血清NLRP1水平,试剂盒(生产批号:202405A)购自上海将来实业公司;通过荧光定量PCR技术检测受试者血清miR-218-5p、lncRNA TUG1的表达量;RNA提取及定量检测:依照miRNA提取试剂盒(北京天根生化有限公司)操作说明,规范提取血清总miRNA。随后,利用紫外分光光度计(美国Beckman公司)测定RNA的浓度与纯度(所有样本A260/A280 比值在1.8~2.1,提示RNA纯度合格;并随机抽取10%样本通过Agilent 2100 Bioanalyzer检测RNA完整性,RIN值均>7.0,表明RNA完整性良好),并反转录生成cDNA。以此为模板,进行荧光定量PCR检测。以U6 snRNA作为miR-218-5p的内参基因,以GAPDH作为lncRNA TUG1的内参基因。据说明书配制20 μl PCR反应体系,反应步骤如下:95℃预热2 min,接着进行40个循环,每个循环包括95℃变性20 s,60℃退火20 s,72℃延伸30 s;最后进行熔解曲线分析,条件为95℃15 s,60℃60 s,再回到95℃15 s。利用2-ΔΔCt 法计算血清miR-218-5p、lncRNA TUG1的表达水平。
1.2.3 认知功能评分的测定 运用MMSE评估AD患者的认知功能,其中轻度:MMSE评分为21~26分;中度:MMSE评分为10~20分;重度:MMSE评分≤9分[12]。依据评分结果将130例AD患者分为轻度组(52例)、中度组(38例)、重度组(40例)。该量表具有良好的信度与效度:内部一致性信度Cronbach’s α 系数为0.89,重测信度组内相关系数为0.94。
采用SPSS 26.0统计学软件对数据进行分析。符合正态分布的计量资料采用均数±标准差(
)表示,比较用t检验,多组数据比较采用单因素方差分析;计数资料采用例数或百分率表示,比较用χ2 检验;采用Pearson法行相关性分析,根据受试者操作特征(receiver operator charactenstic,ROC)曲线及Delong检验评价血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1对AD患者的诊断价值。以P<0.05为差异有统计学意义。
观察组血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1水平均高于健康组,MMSE评分低于健康组(P<0.05)。见表2。
表2 两组血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1水平、MMSE评分比较(
)
注lncRNA TUG1:长链非编码RNA牛磺酸上调基因1;NLRP1:NOD样受体蛋白1;MMSE:简易精神状态量表。
重度组血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1水平高于中度组、轻度组(P<0.05);中度组miR-218-5p水平、lncRNA TUG1、NLRP1水平高于轻度组(P<0.05)。见表3。
表3 不同严重程度AD患者血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1水平比较(
)
注 与轻度组比较,aP<0.05;与中度组比较,bP<0.05。AD:阿尔茨海默病;lncRNA TUG1:长链非编码RNA牛磺酸上调基因1;NLRP1:NOD样受体蛋白1。
Pearson相关性分析结果显示,血清lncRNATUG1、miR-218-5p、NLRP1与MMSE评分呈负相关(r=-0.670、-0.645、-0.514,P<0.001)。
将AD患者血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NL RP1作为检验变量绘制ROC曲线,结果显示,血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1单独诊断AD的曲线下面积(area under the curve,AUC)分别为0.860、0.732、0.905,三者联合诊断AD的AUC为0.968,高于任一单独诊断(Z=3.988、6.361、2.926,P<0.05)。见表4、图1。
图1 血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1水平诊断AD的ROC曲线
lncRNA TUG1:长链非编码RNA牛磺酸上调基因1;NLRP1:NOD样受体蛋白1;AD:阿尔茨海默病;ROC:受试者操作特征。
表4 血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1对AD的诊断价值
注lncRNA TUG1:长链非编码RNA牛磺酸上调基因1;NLRP1:NOD样受体蛋白1;AD:阿尔茨海默病;AUC:曲线下面积。
AD是老年人群体中常见的神经退行性病变,特征为认知与行为障碍,其核心病理涉及Aβ 斑块引发的神经退化、神经原纤维缠结、突触功能失常、神经递质平衡紊乱、神经炎症及氧化应激等机制,严重影响其生活质量[13]。现阶段,临床尚无特效药物预防或治疗AD,寻找更为有效的疾病管理策略、提高早期诊断意识及准确率已经成为当前研究的热点之一[14-15]。
miRNA是一类长度较短的非编码RNA分子,其在基因表达调控中发挥着重要作用。近年来,研究者在AD动物与细胞模型中,观测到多种miRNA的变化,并明确其作用靶点,表明miRNA在AD的发生与发展过程中发挥着调控作用[16-17]。有研究表明,AD患者相较于正常人,在其血液、外泌体及脑脊液等体液中,miRNA的表达水平呈显著差异[18]。血清miR-218-5p通过与靶mRNA的特定序列互补结合,抑制靶基因的翻译或促进其降解,从而影响细胞的生理和病理过程。罗宇等[19]研究指出,miR-218-5p对于维持神经元细胞的正常活性可能起着关键作用,其表达水平的变化直接影响神经元细胞的功能状态。王丹蕾等[20]研究发现,miR-218-5p能够通过对Wnt/β-catenin信号通路的调控,逆转MPTP诱导的小鼠急性帕金森病模型中黑质多巴胺能神经元退化,表明其具备成为帕金森病治疗新靶点的潜力。童娟等[21]研究认为,miR-218-5p可作为AD临床辅助诊断的一个潜在生物标志物。Pearson相关性分析表示,血清miR-218-5p与MMSE评分呈负相关(r=-0.645,P<0.001)。提示miR-218-5p与AD的发生与进展相关,可反映患者疾病的严重程度。
lncRNA TUG1位于人体22Q12染色体上,长约7.1 kD,是神经系统发育的重要调控因子[22]。Yao等[23]研究表明,lncRNA TUG1在脑卒中发生后的早期阶段于小胶质细胞中呈高表达状态,且介导NLRP3炎症小体依赖性的小胶质细胞焦亡及神经损伤。Cheng等[24]研究指出,在帕金森病患者血清中lncRNA TUG1水平上调;降低lncRNA TUG1表达能有效抑制脑部炎症因子水平,提高其运动协调能力。国外一项基础研究显示,敲低lncRNA TUG1通过miR-421/mTOR轴减轻海马神经元损伤,抑制神经元凋亡[25]。荆菁华等[26]研究显示,AD患者血清及脑脊液lncRNA TUG1表达高于健康人群,且在AD患者中轻、中、重度组血清及脑脊液lncRNA TUG1依次增加,这与本研究结果一致。提示lncRNA TUG1可能参与AD的发生,且与疾病的严重程度有关。
炎症反应在AD整个发病过程中起着重要作用,与神经功能退行性改变、认知功能下降密切相关[27]。NLRP1主要在锥体神经元和少突胶质细胞中表达,有研究表明,NLRP1在驱动神经炎症及脑损伤病理生理过程中,与蛛网膜下腔出血早期脑损伤、脑卒中时的缺血性脑损伤及创伤性脑损伤等密切相关[28]。国内一项基础研究显示,通过靶向抑制NLRP1表达,能有效拯救神经元的凋亡和细胞焦亡、减轻AD小鼠记忆障碍、神经元损伤[29]。NLRP1炎症小体可能成为抗AD药物作用的潜在新靶点[30]。在本研究中,观察组NLRP1水平显著高于健康组,重度组显著高于轻度组,Pearson相关性分析结果表示,NLRP1与MMSE评分呈负相关(r=-0.514,P<0.001)。提示NLRP1水平升高可导致认知功能下降,引起或促进AD。本研究通过绘制ROC曲线评价血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1对AD的诊断价值,结果显示,血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1单独诊断AD的AUC值分别为0.860、0.732、0.905,三者联合诊断AD的AUC值为0.968,高于任一单独诊断(P<0.05)。提示联合检测相较于血清lncRNA TUG1、miR-218-5p、NLRP1单独检测具有更高的诊断效能,可为AD的早期诊断、病情监测及个性化治疗提供新的思路和依据。
综上所述,血清lncRNA TUG1、miR-218-5p及NLRP1的水平与AD的发生和疾病严重程度密切相关,三者联合检测在AD的诊断及疾病进展监测中具有较高的应用价值。但本研究的所有样本均来源于单中心,可能存在一定的选择偏倚,且未能对lncRNA TUG1、miR-218-5p及NLRP1参与AD发病与进展的具体作用机制进行探索,无法确定其因果关系。未来可通过多中心、大样本量研究进一步验证,并结合基础实验探索lncRNA TUG1、miR-218-5p及NLRP1参与AD的具体机制,以提高结果的可靠性和说服力。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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