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血浆EV携带的血小板和线粒体RNA可作为子痫前期的诊断标志物

血浆EV携带的血小板和线粒体RNA可作为子痫前期的诊断标志物

  • 分类:华盈视角
  • 作者:绿野
  • 来源:标志物俱乐部公众号

【概要描述】血浆EVs携带的线粒体RNA(MT-TA)有作为PE早期诊断生物标志物的潜能。

血浆EV携带的血小板和线粒体RNA可作为子痫前期的诊断标志物

【概要描述】血浆EVs携带的线粒体RNA(MT-TA)有作为PE早期诊断生物标志物的潜能。

  • 分类:华盈视角
  • 作者:绿野
  • 来源:标志物俱乐部公众号
  • 发布时间:2023-12-07 13:41
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子痫前期(PE)是妊娠期特有的高血压综合征,严重威胁母婴安全。目前其发病机制尚未完全阐明,也没有准确的早期诊断生物标志物。先前研究表明,细胞外囊泡(Extracellular vesicles, EVs)在母体和胎儿的细胞间通讯中起着关键作用,EVs浓度升高与PE的严重程度和进展有关,因此EVs有用于妊娠疾病的诊断的潜在价值。2023年11月23日,BMC Med(IF=9.3)发表了一篇题为“Platelet and mitochondrial RNA is decreased in plasma-derived extracellular vesicles in women with preeclampsia—an exploratory study”的研究文章,发现血浆EVs中筛到的线粒体RNA MT-TA有作为PE早期诊断生物标志物的潜能。

该研究分析了血浆EVs的转录组学特征,重点关注mRNA和lncRNA,发现:

①血浆EVs中血小板源性RNA和线粒体RNA水平丰富。

②PE组EVs中lncRNA表达增加,血小板源性和线粒体RNA减少,通过全转录组学测序筛选初步确认6个候选验证RNA指标。

③在EVs样本中进行标志物qPCR验证,PE组线粒体RNA(MT-TA、MT-ND2、MT-CYB)和血小板源性RNA(PPBP、PF4、CLU)表达降低。

④在血浆和PBMC样本中进行标志物qPCR验证和诊断性能评估,发现血浆样本中差异RNA对PE诊断效果较差。PBMC样本中MT-TA对PE有很好的鉴别效果,且MT-TA表达的降低与PE发展密切相关。 

|   研究设计

研究样本分为发现集和验证集,其中发现集选择血浆EV进行全转录组测序(选取22-24周和36-38周样本进行检测),验证集样本包含血浆EVs、血浆和PBMC三种样本类型,结合经典qPCR对差异指标进行验证。

发现集(PE组n=7,对照组n=7)

验证集-EVs(PE组n=28,对照组n=32)

验证集-血浆(PE组n=35,对照组n=35)

验证集-PBMC(PE组n=38,对照组n=215)

 

|    研究结果

1、血浆EVs差异RNA筛选

EVs中携带的生物分子在一定程度上可以反映EVs的来源,研究人员对血浆EVs进行了全转录组测序分析,重点关注了正常妊娠中丰度排名前100的RNA,发现了很多血小板和线粒体相关的RNA,提示血小板和线粒体是血浆EVs的主要来源。

与对照组和22-24周PE相比,36-38周PE中有大量lncRNA呈现上调趋势。与正常妊娠相比,36-38周PE的EVs中,血小板特征RNA (PF4、PPBP、TMSB4X、F13A1、TAGLN2、CLU和SPARC)显著降低,线粒体RNA也得到类似结论。

图1 血浆EVs差异RNA筛选

2、血浆EVs差异RNA验证

使用qPCR技术在血浆EVs中进行差异RNA验证。线粒体来源的RNA(MT-TA、MTCYB和MT-ND2)在22-24周PE中显著下调,并随着胎龄的增加进一步降低。血小板来源的RNA(PF4、PPBP和CLU)表现出与线粒体RNA相似的模式。

图2 血浆EVs差异RNA验证

3、差异RNA诊断能力评估(血浆+PBMC)

进一步,对于从血浆EV中筛到的6个差异指标(3个血小板来源RNA和3个线粒体来源RNA),在血浆和PBMC样本中验证进行疾病诊断性能评估(考虑循环PBMC可能是EV的来源和/或靶标)。ROC分析结果显示,在血浆样本中,差异RNA对PE诊断效果较差。而在PBMC样本中,MT-TA对PE有很好的鉴别效果。使用逻辑回归分析进行22-24周的PE风险预测,发现 PE发生风险高出15.3倍。

图3 差异RNA诊断能力评估

|   总结与讨论

对于EV研究,血清和血浆样本如何选择?

目前血清和血浆是EV研究常用的循环样本。众所周知,血清是全血不加抗凝剂而自然凝固后分离出来的,不含纤维蛋白原的淡黄色液体。血小板促进血液凝固是血液凝固过程中的关键步骤,有研究发现,在凝血过程中血小板会分泌大量EVs,血清中有接近50%的EVs来源于这些额外的分泌。同时,血清凝固时会形成纤维网,从而将EVs包裹在凝血块中。这一正一反,导致血清EV与常规疾病之间的关联性低于血浆。从本研究中血浆EVs测序结果来看,很多高丰度RNA是血小板特征的RNA,这与文献报道的血小板可能是血浆EVs的主要来源结论一致。由此我们可以看出,血清和血浆EVs都含有一定比例的血小板来源EVs,这也是循环样本EVs来源异质性的一大特点。所以正常情况下,研究可优先选择血浆样本,如果研究与血小板相关的疾病的时候,血清更适合。

巧用EV全转录组数据进行EV鉴定

EV的分离和表征是非常重要的。本研究使用的商业化exoRNeasy试剂盒进行提取,未进行传统的三项鉴定(电镜观察、粒子检测、蛋白标志物Western Blot验证)。虽然目前没有已确定反映EV的RNA标志物,但研究人员根据MISEV2018指南中列出的用于验证EV的蛋白质和非EV标志物,结合本研究中的全转录组测序数据进行了验证分析,这也是一大亮点。

总的来说,在这项探索性研究中,研究人员对正常妊娠组和PE组血浆EVs进行了全转录组学分析,并重点关注mRNA和lnRNA是否可用于预测PE的发生和进展。所有检查均在先前描述的STORK研究中进行(发现集),这是一项前瞻性纵向队列研究。在第一部分的研究中发现血小板源性和线粒体RNA在血浆EVs中高表达,但在PE组中表达水平降低,同时发现很多lncRNA在PE组中表达上调。进一步,对候选的差异RNA指标在血浆EV样本中对进行验证。最后,在血浆和PBMC样本中进行标志物验证和效果评估,发现PBMC中线粒体RNA(MT-TA)有作为PE早期诊断标志物的潜力。

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|   相关文献

Lekva T, Sundaram AYF, et al. Platelet and mitochondrial RNA is decreased in plasma-derived extracellular vesicles in women with preeclampsia-an exploratory study. BMC Med. 2023;21(1):458.

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