论著
氧化应激致人视网膜血管内皮细胞损伤中microRNA表达谱的改变及生物信息学分析
国际内分泌代谢杂志, 2018,38(2) : 78-83. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1673-4157.2018.02.002
摘要
目的

检测氧化应激引起人视网膜血管内皮细胞(HMREC)损伤过程中微小RNA(miRNA)表达谱的改变,并探讨这些差异性表达的miRNA在视网膜血管内皮损伤过程中的作用。

方法

利用不同浓度的H2O2溶液孵育人脐静脉内皮细胞(HUVEC)建立氧化应激模型,并用CCK-8细胞增殖实验检测细胞活性。采用基因芯片技术检测氧化应激介导的HUVEC中miRNA表达谱的变化,对差异性表达的miRNA进行生物信息学分析,用实时PCR方法在HMREC中进行验证。

结果

CCK-8检测HUVEC活力的结果显示,与同一时间对照组相比,100 μmol/L H2O2干预组8 h和16 h HUVEC存活率未发生明显改变(F100μmol/L=3.897,P>0.05),其他浓度H2O2干预组细胞存活率明显下降(F200μmol/L=8.172、F800μmol/L=239.214,P均<0.05),且呈剂量和时间依赖性。400 μmol/L干预组24 h细胞存活率下降接近50%(F400μmol/L=6.905,P<0.05)。微阵列分析显示,H2O2(400 μmol/L)孵育HUVEC 24 h后,共有116个miRNA的表达发生改变。其中有11个miRNA表达差异在1.5倍以上。生物信息学分析提示,差异表达的miRNA可能参与细胞的代谢调节、AMP活化蛋白激酶(AMPK)信号通路等多个生物学过程。实时PCR检测证实,在经过400 μmol/L H2O2处理24 h后的HUVEC和HMREC的氧化应激模型中,miRNA-15b、miRNA-106b、miRNA-497均显著下调(FmiRNA-15b,HUVEC=9.9、FmiRNA-106b,HUVEC=8.4、FmiRNA-497,HUVEC=63.5、FmiRNA-15b,HMREC=643.7、FmiRNA-106b,HMREC=81.4、FmiRNA-497,HMREC=199.9,P均<0.05),而miRNA-195、miRNA-638、miRNA-1246、miRNA-4267和miRNA-4734均显著上调(FmiRNA-195,HUVEC=592.1、FmiRNA-638,HUVEC=812、FmiRNA-1246,HUVEC=58.5、FmiRNA-4267,HUVEC=1 179.1、FmiRNA-4734,HUVEC=173、FmiRNA-195,HMREC=67.8、FmiRNA-638,HMREC =103.7、FmiRNA-1246,HMREC=2 078.9、FmiRNA-4267,HMREC=234.6、FmiRNA-4734,HMREC=10.7,P均<0.05)。

结论

氧化应激可导致HMREC中多个miRNA表达失衡,这些差异性表达的miRNA可能通过AMPK信号通路,在视网膜血管内皮损伤过程中发挥潜在作用。

引用本文: 韩雪, 张睿, 姜磊, 等.  氧化应激致人视网膜血管内皮细胞损伤中microRNA表达谱的改变及生物信息学分析 [J] . 国际内分泌代谢杂志,2018,38 (2): 78-83. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1673-4157.2018.02.002
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氧化应激是指活性氧簇的产生与机体内抗氧化防御系统的清除之间失衡,导致活性氧簇产生过多,造成机体组织细胞内蛋白和核酸等生物大分子损伤[1]。血管内皮细胞损伤与活性氧簇等自由基大量产生密切相关,可直接导致血管内皮细胞结构和功能的损伤,表现为细胞活力下降、细胞凋亡和坏死等[2]。因此,氧化应激是引起血管内皮损伤的重要因素。microRNA是由18~24个核苷酸组成的内源性非编码小分子RNA,主要在转录后水平调控基因表达,具有广泛的生物学效应。研究发现,氧化应激介导的miRNA-486-5p表达下降,可通过调控蛋白激酶B(Akt)信号通路,引起人骨髓间充质干细胞凋亡[3]。糖尿病视网膜病变的特点是视网膜微脉管系统的渐进性变化,包括新血管形成、血-视网膜屏障分离、毛细血管出血和糖尿病黄斑水肿等。虽然糖尿病视网膜病变的发病机制还没有完全清楚,但研究发现,氧化应激损伤是这些病变的早期始动环节[4]。与其他组织相比,视网膜由于含有丰富的多不饱和脂肪酸,消耗的氧气和葡萄糖较多,加之光的照射,更容易受到氧化应激的损伤[5]。在糖尿病视网膜病变发病早期,miRNA表达的变化及其对靶基因分子的调控机制尚不明确。本研究首先利用方便易得的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)制备氧化应激细胞模型,采用基因芯片技术筛选出氧化应激损伤相关的miRNA;然后在人视网膜血管内皮细胞(HMREC)内进行验证,为进一步研究氧化应激在糖尿病视网膜病变中的作用和分子机制提供实验依据。

 
 
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