Obniżony poziom MiR-93-5p w pediatrycznej MPP
Oceniono wydajność diagnostyczną miR-93-5p, aby zbadać jego potencjał jako biomarkera w pediatrycznej MPP. Jak pokazano na Rysunku 1A, ekspresja miR-93-5p była znacząco obniżona u pediatrycznych pacjentów z MPP w porównaniu z grupą kontrolną osób zdrowych. Charakterystyka demograficzna i hematologiczna obu grup została podsumowana w Tabeli 1. Nie zaobserwowano statystycznie istotnych różnic w rozkładzie wieku lub płci między grupami (P > 0.05). Jednakże liczba białych krwinek w krwi obwodowej (WBC), odsetek neutrofili (Net%) oraz poziomy białka C-reaktywnego (CRP) były znacząco podwyższone w grupie MPP w porównaniu z grupą kontrolną osób zdrowych (P < 0.001).
Przeprowadzono analizę krzywej charakterystyki operacyjnej odbiornika (ROC), aby dalej ocenić wydajność diagnostyczną miR-93-5p w odróżnianiu pacjentów z MPP od zdrowych dzieci (Rysunek 1B). Powierzchnia pod krzywą (AUC) wyniosła 0,9009 [95% przedział ufności (CI): 0,8537–0,9482], przy czułości 80,56% i swoistości 88,33%. Wyniki te wskazują, że obniżone poziomy miR-93-5p w surowicy były powiązane z pediatric MPP.
Wpływ miR-93-5p na modele komórkowe MPP
Przeprowadzono szereg eksperymentów in vitro w celu oceny wpływu miR-93-5p w modelu komórkowym MPP. W porównaniu z komórkami kontrolnymi, ekspresja miR-93-5p była obniżona w modelu komórkowym MPP (Rycina 2A). Infekcja MP wiązała się również ze zmniejszoną żywotnością komórek A549 (Rycina 2B). Ponadto poziomy cytokin prozapalnych IL-6 i TNF-α były podwyższone w modelu MPP w porównaniu z grupami kontrolnymi (Rycina 2C).
Aby dalej ocenić efekt funkcjonalny miR-93-5p, w zakażonych MP komórkach A549 utworzono model nadekspresji miR-93-5p (Rysunek 2D). Nadekspresja miR-93-5p znacząco zwiększyła żywotność komórek w porównaniu z modelem MPP bez nadekspresji miR-93-5p (Rysunek 2E). Zgodnie z tymi wynikami, zwiększona ekspresja miR-93-5p wiązała się ze zmniejszoną produkcją IL-6 oraz TNF-α (Rysunek 2F). Wyniki te wskazują, że obniżona ekspresja miR-93-5p była powiązana ze zmniejszoną żywotnością komórek i nasiloną odpowiedzią zapalną podczas infekcji MP, podczas gdy nadekspresja miR-93-5p łagodziła te zmiany.
MiR-93-5p jest celem TLR4
Aby wyjaśnić relację regulacyjną między miR-93-5p a TLR4, przeprowadzono analizę bioinformatyczną, która zidentyfikowała przewidywaną miejsce wiązania miR-93-5p w obrębie 3′ nietranslacyjnego regionu (UTR) mRNA TLR4 (Rysunek 3A). Ekspresja TLR4 była zwiększona w modelu komórkowym MP w porównaniu z kontrolami (Rysunek 3B). Przewidywana interakcja została następnie oceniona za pomocą testu reporterowego lucyferazy. Kotransfekcja mimetykami miR-93-5p zmniejszyła aktywność lucyferazy konstruktu typu dzikiego, co wskazuje na specyficzne wiązanie w przewidywanym miejscu (Rysunek 3C).
Nadekspresja miR-93-5p w komórkach zainfekowanych MP obniżyła ekspresję TLR4 w porównaniu z zainfekowanymi kontrolami bez zastosowania mimiku (Rycina 3D). Aby dalej zbadać efekty downstream związane z modulacją TLR4, opracowano modele komórek A549 z nadekspresją TLR4 (Rycina 3E). Analiza Western blot wykazała zwiększone poziomy IκBα po nadekspresji TLR4 (Rycina 3F).
Nadekspresja TLR4 znacznie zmniejszyła żywotność komórek po zakażeniu MP w porównaniu z komórkami kontrolnymi, podczas gdy jednoczesna nadekspresja miR-93-5p odwróciła ten spadek (Rysunek 3G). Pomiar cytokin zapalnych wykazał ponadto, że nadekspresja TLR4 zwiększyła poziomy mediatorów prozapalnych, podczas gdy nadekspresja miR-93-5p złagodziła te zmiany nawet w obecności nadekspresji TLR4 (Rysunek 3H). Wyniki te wskazują, że miR-93-5p negatywnie reguluje ekspresję TLR4 i łagodzi zmiany komórkowe związane z zakażeniem MP.
Wartość diagnostyczna miR-93-5p w MPP i MPP z DSI
W poprzednich raportach opisano udział TLR4 w tkankach płuc i jelita grubego16. Dlatego w badaniu klinicznym oceniono potencjalny związek między miR-93-5p a uszkodzeniem układu pokarmowego w MPP. Jak pokazano na Rysunku 4A, ekspresja miR-93-5p była obniżona w grupie MPP+DSI w porównaniu z grupą MPP.
Charakterystyka demograficzna i hematologiczna została podsumowana w Tabeli 2. Między grupami nie zaobserwowano istotnych różnic pod względem wieku lub płci. Jednakże czas trwania gorączki oraz stosowanie antybiotyków były istotnie dłuższe u pacjentów z współistniejącą DSI (P < 0.05).
Wartość diagnostyczna miR-93-5p w rozróżnianiu przypadków MPP z DSI od tych bez DSI została oceniona za pomocą analizy krzywej ROC. Wartość AUC wyniosła 0,7866 (95% CI: 0,6889–0,8843) (Rysunek 4B), przy czułości wynoszącej 85,71% i swoistości 57,45%.
Wielowymiarowa analiza regresji logistycznej wykazała, że niska ekspresja miR-93-5p, przedłużający się czas trwania gorączki oraz długotrwałe stosowanie antybiotyków są czynnikami powiązanymi z uszkodzeniem układu pokarmowego podczas zakażenia MP (Tabela 3; P < 0.05).

Rycina 1: Ekspresja i wartość diagnostyczna miR-93-5p u zdrowych osób kontrolnych (n = 60) i pacjentów z MPP (n = 108). (A) Ekspresja miR-93-5p była obniżona u pacjentów z MPP. (B) Analiza krzywej ROC dla miR-93-5p. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 2: Efekty funkcjonalne miR-93-5p w modelu komórkowym zakażonym MP. (A) Ekspresja miR-93-5p była obniżona w modelu zakażonym MP. (B) Żywotność komórek była obniżona w modelu zakażonym MP. (C) Poziomy TNF-α i IL-6 były podwyższone w modelu zakażonym MP. (D) Wydajność transfekcji mimiku miR-93-5p. (E) Żywotność komórek wzrosła po nadekspresji miR-93-5p. (F) Poziomy TNF-α i IL-6 uległy obniżeniu po nadekspresji miR-93-5p. n = 3. P < 0.05, P < 0.01, P < 0.001. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 3: MiR-93-5p bezpośrednio celuje w TLR4. (A) Przewidywane miejsce wiązania między miR-93-5p a TLR4. (B) Ekspresja TLR4 w modelu zakażonym MP. (C) Podwójny test reporterowy lucyferazy. (D) Negatywna regulacja TLR4 przez miR-93-5p. (E) Wydajność nadekspresji TLR4. (F) Analiza Western blot białka IκBα. (G) Żywotność komórek. (H) Poziomy TNF-α i IL-6. n = 3. P < 0.05, P < 0.01, P < 0.001. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rysunek 4: Ekspresja i wartość diagnostyczna miR-93-5p u pacjentów z MPP (n = 60) oraz pacjentów z MPP z DSI (n = 48). (A) Ekspresja miR-93-5p w grupie MPP+DSI. (B) Analiza krzywej ROC dla miR-93-5p. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
| Zmienna | Zdrowe (n = 60) | MPP (n = 108) | P |
| wiek (lata) | 6.81± 3.14 | 7.12 ± 3.55 | 0.559 |
| płeć (mężczyzna/kobieta) | 28/32 | 49/59 | 0.872 |
| WBC ( × 109/L) | 7.27 ± 0.89 | 9.86 ± 1.36 | <0.001 |
| CRP (mg/L) | 2.35 ± 0.17 | 11.53 ± 2.01 | <0.001 |
| Neutrofile % | 42.55 ± 5.62 | 56.51 ± 15.40 | <0.001 |
Tabela 1: Porównanie charakterystyki demograficznej i rutynowych parametrów krwi między zdrową grupą kontrolną a pacjentami z MPP.Tabela ta podsumowuje charakterystykę demograficzną i rutynowe parametry hematologiczne zdrowych osób z grupy kontrolnej oraz pacjentów z MPP, w tym wiek, płeć, WBC, odsetek neutrofili, odsetek eozynofili, odsetek bazofili oraz CRP. Przedstawiono porównania między grupami oraz odpowiadające im wartości P.
| Zmienna | MPP (n = 60) | MPP+DSI (n = 48) | P |
| wiek (lata) | 6.88 ± 3.87 | 7.42 ± 3.11 | 0.441 |
| płeć (męska/żeńska) | 31/29 | 28/20 | 0.494 |
| WBC (× 10⁹/L) | 8.9 ± 0.89 | 11.05 ± 0.76 | <0.001 |
| CRP (mg/l) | 10.94 ± 1.62 | 12.27 ± 2.22 | <0.001 |
| % netto | 55.87 ± 14.75 | 57.32 ± 16.29 | 0.629 |
| Czas trwania gorączki (dni) | 4.60 ± 1.83 | 7.26 ± 1.04 | <0.001 |
| Czas stosowania antybiotyku (dzień) | 4.65 ± 1.147 | 6.29 ± 0.771 | <0.001 |
Tabela 2: Porównanie charakterystyki demograficznej i rutynowych parametrów krwi u pacjentów z MPP oraz pacjentów z MPP+DSI.Tabela ta porównuje charakterystykę demograficzną, rutynowe parametry hematologiczne oraz istotne cechy kliniczne u pacjentów z samym MPP oraz u pacjentów z MPP powikłanym przez DSI. Przedstawiono porównania międzygrupowé oraz odpowiadające im wartości P.
| Zmienna | lub | 95% CI | | wartość p |
| | niższy | górny | |
| miR-93-5p (niski vs wysoki poziom) | 6.702 | 1.487 | 30.211 | 0.013 |
| wiek | 1.126 | 0.286 | 4.437 | 0.866 |
| płeć | 1.071 | 0.27 | 4.248 | 0.923 |
| Czas trwania gorączki | 73.416 | 15.018 | 358.895 | <0.001 |
| Czas stosowania antybiotyków | 7.921 | 1.877 | 33.421 | 0.005 |
Tabela 3: Analiza regresji logistycznej u dzieci z zakażeniem MP powikłanym uszkodzeniem układu pokarmowego.Tabela ta przedstawia wyniki analizy regresji logistycznej oceniającej czynniki powiązane z uszkodzeniem układu pokarmowego u dzieci z zakażeniem MP. Analiza obejmuje OR, 95% CI oraz wartość P dla każdej zmiennej.
Skróty: Baso%, odsetek bazofili; CI, przedział ufności; CRP, białko C-reaktywne; DSI, uszkodzenie układu pokarmowego; Eos%, odsetek eozynofili; IκBα, inhibitor kappa B alfa; IL-6, interleukina-6; MP, Mycoplasma pneumoniae; MPP, zapalenie płuc wywołane Mycoplasma pneumoniae; NC, kontrola negatywna; Net%, odsetek neutrofili; oe-TLR4, nadekspresja TLR4; OR, iloraz szans; ROC, charakterystyka operacyjna odbiornika; TLR4, receptor Toll-podobny 4; TNF-α, czynnik martwicy nowotworu-α; WBC, liczba białych krwinek.
DOSTĘPNOŚĆ DANYCH:
Surowe dane liczbowe stanowiące podstawę wykresów i tabel zostały przedstawione w Tabeli uzupełniającej 1.
Tabela uzupełniająca 1: Surowe dane numeryczne do rysunków i tabel. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.