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研究文章

血清中miR-488-3p的表达可作为类风湿关节炎患者无创诊断的生物标志物

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DOI:

10.3791/72346

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2026年8月28日

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本文内容

摘要

miR-488-3p 可能作为类风湿关节炎(RA)的一种新型非侵入性诊断标志物。miR-488-3p 通过 ROCK1 调控滑膜细胞的生物学功能,在类风湿关节炎患者中,其表达水平与疾病严重程度呈显著负相关。

摘要

由于现有生物标志物的局限性,类风湿关节炎(RA)的诊断仍然具有挑战性。本研究旨在探讨血清中miR-488-3p作为RA生物标志物的潜力,并揭示其潜在的作用机制。研究共纳入135例RA患者、130例骨关节炎(OA)患者和125名健康对照者。采用RT-qPCR检测miR-488-3p的表达水平。通过功能实验(CCK-8、流式细胞术、ELISA)和靶点验证实验(荧光素酶报告基因、RIP)分析其作用机制。结果显示,RA患者血清中miR-488-3p的表达水平显著低于骨关节炎(OA)患者和健康对照组(p < 0.001)。ROC曲线分析表明,miR-488-3p在区分RA患者与健康对照及OA患者方面具有较高的诊断准确性。miR-488-3p的表达水平与红细胞沉降率(ESR)、C反应蛋白(CRP)、类风湿因子(RF)以及DAS28评分呈负相关。功能验证显示,miR-488-3p过表达可抑制滑膜细胞的增殖和炎症反应,并诱导细胞凋亡。机制研究表明,miR-488-3p可直接靶向Rho相关卷曲螺旋蛋白激酶1(ROCK1),从而介导其保护作用。血清miR-488-3p有望成为一种新型无创性RA诊断标志物,并对滑膜细胞损伤具有保护作用。

引言

类风湿关节炎(RA)是一种常见的自身免疫性疾病,其特征为滑膜炎症、关节侵蚀和破坏1,2。全球RA的患病率约为0.5%–1%3,严重影响患者的生活质量和工作能力。该病起病隐匿,早期症状常不典型,容易误诊或漏诊4。随着病情进展,可导致关节畸形、功能丧失,甚至增加心血管疾病等并发症的风险5,给患者、家庭及医疗系统带来沉重负担。

目前,类风湿关节炎(RA)的诊断需要结合临床症状、体征、实验室检查和影像学评估6。常用的实验室指标包括红细胞沉降率(ESR)和C反应蛋白(CRP),二者为系统性炎症的非特异性标志物;此外还包括类风湿因子(RF)和抗环瓜氨酸肽抗体(anti-CCP),它们是RA重要的血清学生物标志物7,8。然而,这些传统生物标志物存在局限性:RF在部分健康人群及其他自身免疫性疾病患者中也可呈阳性(假阳性率约为5%);anti-CCP虽然特异性高(>95%),但在疾病早期敏感性有限(约60–70%)4,9,且部分RA患者始终表现为血清阴性10。因此,寻找更敏感且特异的生物标志物,对于RA的早期诊断、疾病监测及预后评估具有重要意义11。

微小RNA(miRNA)是一类内源性非编码调控RNA分子,长度约为22–25个碱基12,13。研究发现,miRNA在多种疾病的发生发展中发挥关键调控作用,其异常表达与疾病发病机制密切相关13,14,15,因此miRNA有望成为疾病诊断和治疗监测的潜在生物标志物。近年来,miRNA在类风湿关节炎(RA)中的作用受到越来越多关注16。研究表明,多种miRNA在RA患者的血清、滑膜组织及外周血单个核细胞(PBMCs)中呈现表达失调(如miR-146a、miR-155等)17,18,19。这些miRNA通过调控炎症因子的产生、促进滑膜细胞增殖与侵袭以及影响破骨细胞分化等方式参与RA的发病过程20。其中,miR-488定位于人类1号染色体q25.2区域21,既往研究已证实其具有神经保护作用:它在胶质瘤22和神经母细胞瘤23的进展中发挥调控作用,值得注意的是,miR-488-3p可促进骨关节炎(OA)中骨关节炎软骨细胞的凋亡24。尽管OA与RA是不同的关节疾病,但二者在滑膜炎症和软骨破坏等病理过程中存在共同机制25。我们推测miR-488-3p可能通过调控相似的靶向通路在RA中发挥作用。然而,miR-488-3p在RA中的具体作用及其潜在机制尚未明确。

该研究探讨了类风湿关节炎(RA)患者血清中miR-488-3p表达水平的变化及其与疾病活动度和临床指标的关系,旨在评估其作为RA无创诊断标志物的潜在价值。本研究为RA的早期筛查和疾病进展预测提供了新的见解,从而有助于改善RA患者的预后。

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方案

本研究经合肥京东方医院伦理委员会批准(批准号:2021–1),所有参与者在入组前均签署了书面知情同意书。

患者与标本

本研究从合肥京东方医院风湿免疫科招募了135名类风湿关节炎患者(根据2010年ACR/EULAR分类标准诊断),从骨科招募了130名骨关节炎患者(根据2018年中国医学会骨关节炎诊断标准诊断),并从同一家医院体检中心招募了125名年龄和性别匹配的健康对照者。所有参与者年龄为30至80岁。通过详细的病史回顾、体格检查和实验室检测,确认健康对照者无自身免疫性疾病、关节疾病及急性感染。若参与者合并其他自身免疫性疾病、在过去3个月内有感染或外伤史、患有恶性肿瘤,或处于妊娠或哺乳期,则被排除在外。

取样与制备

采集所有研究对象的空腹静脉血。室温静置凝固30分钟后,以1500 × g 离心15分钟分离血清。血清储存于-80°C,待后续分析使用。

临床和血清学标志物的检测

为了全面评估疾病状态和炎症活动性,采用标准化的临床实验室方法检测了临床和血清学生物标志物。使用魏氏法测定红细胞沉降率(ESR),以评估非特异性全身性炎症。采用免疫比浊法测定C反应蛋白(CRP),正常参考值为<10 mg/L,用于评价急性期炎症反应。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测类风湿因子(RF),正常参考值为≤20 IU/mL。采用第二代ELISA法检测抗环瓜氨酸肽(anti-CCP)抗体,为类风湿关节炎(RA)的诊断提供血清学依据。

细胞系与培养

采用添加10%胎牛血清(FBS)和1%青霉素-链霉素的杜氏改良培养基(DMEM)培养类风湿关节炎患者来源的人成纤维样滑膜细胞(HFLS-RA)。细胞置于37 °C、5% CO₂的培养箱中培养,所有实验均使用第3至第6代之间的细胞。

RNA 提取与定量实时逆转录 PCR

采用RNA提取试剂从血清样本中提取总RNA。根据制造商说明书,使用miRNA第一链合成试剂盒对miRNA进行逆转录,使用逆转录试剂盒对信使RNA(mRNA)目的基因进行逆转录。采用基于SYBR Green的PCR预混液,在实时PCR系统上进行定量实时聚合酶链式反应(RT-qPCR)。热循环程序设置为:95 °C 预变性30 s;随后进行40个扩增循环(95 °C 变性5 s,60 °C 退火/延伸30 s)。每个样本均设三个重复。U6小核RNA(U6 snRNA)和甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)分别作为miRNA和mRNA归一化的内参基因。引物序列已汇总于补充表1中。采用2−ΔΔCt法计算miR-488-3p及其目的基因的相对表达水平。同时分析miR-488-3p过表达或抑制后目的基因mRNA水平的变化,以验证其调控关系。

细胞转染

将HFLS-RA细胞以每孔5 × 105个细胞的密度接种至6孔板中。根据制造商说明书,使用基于脂质体的转染试剂对细胞进行转染。转染分组包括单转染组和共转染组。单转染组包括:1)对照组——未转染的细胞;2)mimic阴性对照(NC)——转染miR-488-3p mimic阴性对照的细胞;3)miR-488-3p mimic组——转染miR-488-3p mimic的细胞;4)inhibitor阴性对照(NC)——转染miR-488-3p inhibitor阴性对照的细胞;5)miR-488-3p inhibitor组——转染miR-488-3p inhibitor的细胞。共转染组包括:1)miR-488-3p mimic + 过表达阴性对照(oe-NC)——同时转染miR-488-3p mimic和ROCK1过表达载体阴性对照的细胞;2)miR-488-3p mimic + oe-ROCK1——同时转染miR-488-3p mimic和ROCK1过表达载体的细胞。所有转染序列均已汇总于补充表1中。ROCK1的过表达载体通过将编码序列(CDS)区克隆至pcDNA 3.1质粒中构建而成。转染后48小时,细胞可用于后续实验。

细胞功能检测

细胞增殖实验(细胞计数试剂盒-8 [CCK-8]):将转染后的HFLS-RA细胞以每孔5 × 103个细胞的密度接种至96孔板中,每组设三个复孔。转染后0、24、48和72小时,每孔加入10 µL CCK-8溶液,随后在37 °C孵育2小时。使用酶标仪在450 nm(检测波长)和630 nm(参考波长)处测定吸光度。以0小时为基准计算相对增殖率。

细胞凋亡检测(流式细胞术): 采用Annexin V-异硫氰酸荧光素(FITC)/碘化丙啶(PI)细胞凋亡检测试剂盒分析细胞凋亡情况。将细胞转染相应的质粒后,经胰蛋白酶消化收集细胞,通过流式细胞术测定细胞凋亡率。

炎症因子检测(酶联免疫吸附测定 [ELISA]):将 HFLS-RA 细胞接种至 24 孔板中,并转染指定的 miR-488-3p 模拟物、miR-488-3p 抑制剂或相应的阴性对照,转染时间为 48 小时。使用 ELISA 试剂盒对细胞培养上清液中白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-1β(IL-1β)的浓度进行定量检测。

靶点验证

靶基因预测:使用 TargetScan 数据库预测 ROCK1 为 miR-488-3p 的下游靶基因26。同时鉴定了 miR-488-3p 与 ROCK1 3′-非翻译区(3′UTR) 之间的预测结合位点。

双荧光素酶报告基因检测:将ROCK1的野生型或突变型3′非翻译区(3′UTR)克隆至pGL3质粒中。预测的结合位点及突变位点如图4所示。将miR-488-3p模拟物或抑制剂与构建好的载体共同转染至HEK-293T细胞中27。转染miR-488-3p模拟物或抑制剂48小时后检测荧光素酶活性。

RNA 免疫沉淀(RIP):将 HFLS-RA 细胞与抗 Argonaute 2(Ago2)抗体(RRID: AB_2882071,1:200 稀释)或免疫球蛋白 G(IgG)对照抗体(RRID: AB_2819160,1:5000 稀释)孵育,随后提取 RNA,并按照上述方法对 ROCK1 mRNA 富集情况进行定量 PCR(qPCR)分析。

统计学分析

采用 SPSS 23.0 (RRID: SCR_002865) 和 GraphPad Prism 9.0 (RRID: SCR_002798) 进行统计学分析。计量资料以均值 ± 标准差 (SD) 表示。所有实验均设置三个生物学重复,每个生物学重复进行三次技术重复。原始数据已附在补充材料中。在进行参数统计检验前,使用正态概率 (P-P) 图对数据进行评估。连续型基线变量(如年龄、体重指数 [BMI] 等)的比较采用独立样本 t 检验,分类变量(如性别等)的比较采用卡方检验。基因表达水平的比较采用独立样本 t 检验。不同时间点细胞增殖变化采用重复测量方差分析 (ANOVA) 进行分析,而流式细胞术测定的细胞凋亡率比较则采用单因素方差分析 (one-way ANOVA)。相关性分析根据变量是否符合正态分布分别采用 Spearman 相关(非正态分布变量)和 Pearson 相关(正态分布变量)。诊断效能通过受试者工作特征 (ROC) 曲线分析进行评估。最佳截断值、敏感性和特异性通过最大 Youden 指数确定。所有统计检验均为双侧检验,以 p < 0.05 为差异具有统计学意义。

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结果

研究参与者的基本特征

本研究纳入了125名健康对照者、130名骨关节炎(OA)患者和135名类风湿关节炎(RA)患者进行系统分析(表1)。三组在年龄(p = 0.191)、性别比例(p = 0.203)和体重指数(BMI)(p = 0.562)等基线特征上无显著差异,确保了研究人群的可比性。在疾病特征方面,RA组的红细胞沉降率(ESR)(82.63 ± 40.32 vs. 18.39 ± 6.38 mm/h,p < 0.001)和C反应蛋白(CRP)水平(56.33 ± 38.07 vs. 10.54 ± 4.98 mg/L,p < 0.001)显著高于OA组,反映了系统性炎症的程度。同时,与RA相关的血清学标志物类风湿因子(RF)在70.37%(95/135)的患者中呈阳性,血清浓度显著更高(144.13 ± 81.05 vs. 5.10 ± 1.37 IU/mL,p < 0.001);R...

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讨论

正如 Smolen 等人1在最新的类风湿关节炎(RA)诊断与治疗指南中所强调的,新型生物标志物的开发具有重要的临床价值。本研究证实,RA 患者血清中的 miR-488-3p 显著下调,并表现出良好的诊断效能,具有相对满意的敏感性和特异性。RA 的早期诊断一直是临床难题,现有的生物标志物对 RA 的诊断敏感性尚不充分,而 miR-488-3p 显著的诊断潜力可能弥补这一空白,尤其有助于血清学阴性 RA 患者的识别。与健康个体相比,RA 患者表现出更明显的全身性炎症。尽管骨关节炎(OA)患者主要表现为局部退行性关节病变,但也常伴有低度全身性炎症。因此,miR-488-3p 在 RA 患者与健康个体之间的鉴别效能明显高于其在 RA 与 OA 患者之间的鉴别效能。本研究未将 miR-488-3p 的诊断性能与已确立的临床生物标志物进行直接比较。本研究所纳入的患者均依据当前 RA 的临床金标准进行诊断,该标准已包含抗环瓜氨酸肽(anti-CCP)抗体、类风湿因子(RF)、红细胞沉降率(ESR)和 C 反应蛋白(CRP)等公认的生物标志物。在 OA 与 RA 患者之间,这些标志物表现出显著差异(

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披露

作者声明无利益冲突。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
Annexin V-FITC 凋亡检测试剂盒BD Bioscience556547细胞凋亡
抗 Ago2 抗体Proteintech66720-1-IgRNA 免疫共沉淀
CCK-8 溶液DojindoCK04细胞增殖
杜氏改良伊格尔培养基(DMEM)Thermo Fisher121000146细胞培养
胎牛血清Thermo Fisher10437028细胞培养
流式细胞仪BD Bioscience FACSCalibur细胞凋亡
人抗 CCP 抗体 ELISA 试剂盒CusabioCSB-E09077h 抗 CCP 检测
人 RF-IgA ELISA 试剂盒Feien BiotechnologyEH4270RF 检测
人类风湿性关节炎成纤维样滑膜细胞(HFLS-RA)Cell ApplicationsHFLS-RA-200miR-488-3p 功能的体外验证
IgG 对照抗体Abcamab205718RNA 免疫共沉淀
白细胞介素-1β(IL-1β)ELISA 试剂盒R&D SystemsDY201-05细胞内 IL-1β 浓度
白细胞介素-6(IL-6)ELISA 试剂盒R&D SystemsD6050B细胞内 IL-6 浓度
Liposome 转染试剂 3000Ingenuity Life TechnologiesL3000015细胞转染
酶标仪BioTek ELx808ELISA 检测
Mir-X™ miRNA 第一链合成试剂盒Nihonbao Bioengineering Co., Ltd.638313逆转录
Opti-MEM 培养基Ingenuity Life Technologies, Inc31985070细胞转染
pcDNA 3.1InvitrogenV790-20ROCK1 过表达
青霉素-链霉素Thermo Fisher15140122细胞培养
Phadia 250 实验室系统Thermo Fisher Phadia 250血液分析
PrimeScript™ 逆转录试剂盒Nihonbao Bioengineering Co., Ltd.RR037A逆转录
碘化丙啶(PI)/核糖核酸酶(RNase)BD Bioscience550825细胞凋亡
QuantStudio 5 系统Applied Biosystems, Inc.A28138PCR 检测
RNAiso Plus 试剂Nihonbao Bioengineering Co., Ltd.9108RNA 提取
SYBR Green Premix Ex TaqNippon Poh Bio-Engineering Co., Ltd.RR420APCR 扩增
TargetScan 数据库TargetScanN/A结合位点预测(https://www.targetscan.org/) 
Tina-quant C-反应蛋白 IVRoche Diagnostics7876033190CRP 检测
肿瘤坏死因子-α(TNF-α)ELISA 试剂盒R&D SystemsDY210-05细胞内 TNF-α 浓度

参考文献

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