分析测试百科网

搜索

喜欢作者

微信支付微信支付
×

帕博利珠单抗用于MSI-H/dMMR各类瘤种疗效

2019.11.28
头像

梦幻般的艾克西利欧

Nothing is ture, Everything is permitted

  创伤性股骨头坏死(TIONFH)是髋部创伤后引起的严重并发症,股骨颈骨折是最常见的原因,因此股骨颈骨折后早期筛查和诊断TONFH尤为重要。有研究发现,骨细胞、血管内皮祖细胞和血液流变学等异常改变与TIONFH相关,TIONFH患者体内微小核糖核酸(miRNA)表达谱也呈现出显著特异性改变。表明miRNA表达谱改变与TIONFH密切相关。因此,部分研究者提出miRNA可作为一种新型生物标志物来诊断和治疗TIONFH。本文将对miRNA在TIONFH早期诊断和治疗中的作用进行综述。

  TIONFH患者血浆中miRNA的差异表达

  TIONFH的发生是受许多因素影响的,目前公认的的因素是血供不足和坏死区域骨的有效重建模式失衡,仍有较多的因素有待明确。大量研究表明:血液循环中的miRNA表达变化与疾病的演变关系密切。因此,应用差异miRNA分析TIONFH的相关基因是科学可行的,即对股骨颈骨折术后发生TIONFH患者及股骨颈骨折术后未发生TIONFH患者的血浆miRNA进行对比,寻找具有显著异常的miRNA再分析其具体机制。如Wu等用芯片对股骨头坏死患者和股骨颈骨折患者血浆样本的miRNA表达谱进行检测分析,发现let-7c,let-7i,miRNA-320e,miRNA-146b-5p及miRNA-335-5p在两组表现差异较大。张颖等采用通量筛选的方法探讨TIONFH患者特异性表达的miRNA及其调控的靶基因,共确定了miRNA-93-5p,let-7i-5p,miRNA-320a,miRNA-25-3p,miRNA-16-2-3p,miRNA-122-5p,miRNA-471l-3p,miRNA-3191-5p为TIONFH特异表达miRNA.杨玉宝等采用基因检测技术对比股骨头坏死组和正常组患者的基因,认为miRNA-494,miRNA-29a及miRNA-486-5p在两组患者之间存在差异。

  miRNA对骨髓间充质干细胞成骨分化过程的调控作用

  TIONFH发生区域骨小梁连续性被破坏、骨细胞凋零,其重要特征就是股骨头区域塌陷[6]。骨细胞是由骨髓间充质干细胞多次分化而逐渐形成的产物,因此骨髓间充质干细胞在TIONFH骨修复中意义大。近年来发现许多miRNA通过调控相关因子来参与骨髓间充质干细胞的成骨分化,同时部分研究发现mi-RNA在股骨颈骨折复位内固定术后的是否发生TIONFH的患者中存在显著差异。因此,从骨髓间充质干细胞与miRNA的新视角探讨TIONFH发病与治疗机制,具有潜在的早期诊断与治疗意义。

  Oskowitz等消除生成miRNA关键的酶Dicer和Drosha后,骨髓间充质干细胞向成骨分化的能力明显减弱,提示miRNA在骨髓间充质干细胞成骨分化过程中是不可或缺的。许啸等通过实验中证明了miRNA-210调控人骨髓间充质干细胞向成骨分化。之后朱超等分析135例患者的血清及临床资料,依据是否发生股骨头坏死分为坏死组和非坏死组,结果显示坏死组血清miRNA-210,miRNA-23b表达分别与非坏死组比较显著下调(P<0.01),证实了血清miRNA-210,miRNA-23b表达可影响股骨颈骨折后是否发生TIONFH。彭俊等在细胞实验中发现miRNA-125b通过抑制BMP信号通路的表达,进而抑制骨髓间充质干细胞的成骨分化。miRNA-93-5p和miRNA-100也被证实通过调控BMP信号通路来抑制干细胞向成骨分化。miRNA-30c,mi-RNA-34,miRNA-133,miRNA-204,miRNA-205,mi-RNA-217,miRNA-218,miRNA-338-3p通过调控RUNX2/osterix信号通路来抑制干细胞向成骨分化。MiRNA-30a通过Sox9负性调控骨髓间充质干细胞软骨分化影响骨形成。miRNA-181a,miRNA-210则通过抑制TGF-B/activin通路来促进成骨。miRNA-17-5p,miRNA-21,miRNA-199a及miRNA-135通过靶向抑制SMAD信号通路表达来提高骨髓间充质干细胞的成骨分化及增殖。而miRNA-218,miRNA-26a,miRNA-29a,miRNA-27及miRNA-335-5P均为通过影响骨髓间充质干细胞成骨分化的Wnt信号通路,促进成骨分化。这些miRNA的表达均能影响骨髓间充质干细胞的成骨分化,同时这些miRNA在发生TIONFH患者体内不同程度的异常表达,因此可以认为部分miRNA的异常表达对TIONFH发生的预测与治疗具有积极意义。

  miRNA对内皮祖细胞分化过程的调控作用

  TIONFH的发生与股骨头局部血供密切相关,股骨颈发生骨折后,可能导致向股骨头供血的血管受损,从而导致缺血性坏死。而内皮祖细胞是维持血管的稳定如血管修复和新生血管形成的重要来源。在探究股骨头坏死与循环内皮祖细胞数目和功能关系后,提出股骨头缺血性坏死患者循环内皮祖细胞数目和功能均下降,表明股骨头缺血性坏死患者体内的内皮祖细胞的生物学性能改变并最终引起成血管及血管修复能力下降,但并未提出影响内皮祖细胞影响成血管和血管修复的详细调控机制。近年来有研究发现,miRNA在内皮祖细胞的分化过程中起着调节枢纽作用。

  Shu等发现miRNA-107的表达上调后可通过影响其靶基因HIF-1β部分地抑制骨髓来源的内皮祖细胞向血管内皮细胞的分化。miRNA-34a可负向调控其靶基因FOXJ2的表达,从而促进内皮祖细胞向血管内皮细胞的分化。miRNA-126通过与靶基因P13KR2的作用来调节P13K/Akt信号途径的磷酸化水平,最终促进内皮祖细胞的动员、迁移、增殖及分化。miRNA-135通过调控HIF-FIH信号通路在缺氧条件下增强内皮管的形成。miRNA-222可通过调控Akt信号通路影响内皮祖细胞的迁移功能。miRNA-125a/b-5p通过抑制血管内皮细胞中的ET-1表达来影响血管生成。miRNA-15和mi

  RNA16可调控其靶基因Bc1-2在内皮细胞中高表达,促进内皮细胞凋亡并抑制新生血管形成。mi

  RNA-130a,miRNA-92a和miRNA-155能够抑制靶基因的表达,从而调控血管生成。由于血供不足为股骨头坏死的重要影响因素之一,而这些miRNA在TIONFH患者体内异常表达,且被证实能够影响内皮祖细胞的分化。因此,可以将这些miRNA作为检测TIONFH的重要依据。

  miRNA对其他相关因子的调控作用

  TIONFH的发生与许多因素关系密切,如调控凝血因子、炎症因子等也可直接或间接的促进或抑制TIONFH的发生和进展。同时,虽然现阶段可以检测出TIONFH的异常表达miRNA,但明确TIONFH过程中的特定miRNA的调控机制的研究还很有限。miRNA-146可以作用于CARD10来抑制凝血酶NF-KB的激活从而影响血流状态。miR-196a/b的异常表达能通过脂肪细胞因子信号通路影响脂肪生成。miRNA-128-3-p通过抑制CYP2C9来改变血液凝聚状态。miRNA-471l-3p和miRNA-9等相关基因虽然在患者体内异常表达,但其作用机制尚不明确。因此,现阶段仍要加强研究对TIONFH发生产生影响的miRNA,筛选出更多精准的miRNA作为检测TIONFH的依据。

  总结与展望

  综上所述,TIONFH患者体内确实存在miRNA的异常表达,且miRNA的非正常表达与骨髓间充质干细胞、内皮祖细胞的异常分化及血液流变学异常变化关系密切。随着分子生物学研究的进一步发展,miRNA表达谱将会更加明确,因此可以利用miRNA更准确的治疗TIONFH这种复杂疾病,这意味着在临床中miRNA将有望成为复杂性疾病早期诊断与治疗的重要生物标志物。目前仍存在部分问题:1)现阶段miRNA与TIONFH的研究仍属于探索发展阶段,虽然已经探明了部分miRNA的功能与作用,但目前的技术水平有限,仍有大量的相关miRNA未被发现,这也在一定程度上限制了miRNA在临床中的广泛应用。2)目前的研究大多数仍停留在生物信息学单项分析层面,但一个miRNA通常靶向一个或者多个信使RNA,而一个信使RNA也可能由不同的miRNA调控,这使对miRNA的研究更加复杂化,甚至可能存在相互矛盾的研究结果。3)以目前的研究水平仍无法明确miRNA表达的改变是TIONFH的原因还是结果,也即miRNA作为TIONFH早期诊断与治疗的临床生物标志物这一创新领域仍有很长的路要走,需要更广泛的证据支持。

中国中医骨伤科杂志
文章推荐