circRNA,CPT1A,在2,型糖尿病患者外周血的差异表达

王 娟,常向云,朱余蓉,巴 涛

(新疆石河子大学医学院第一附属医院内分泌代谢科,新疆 石河子 832000)

我国目前是全球糖尿病第一大国,1980 年一项在全国14 个省市进行的流行病学研究显示,糖尿病的患病率为0.67%[1],2015~2017 年进行的糖尿病流行病学调查得出结论,我国18 岁及以上的人群糖尿病患病率已达到11.2%[2]。近年来,我国糖尿病的患病率逐年增加,已经成为公认的重大公共卫生问题,既给患者造成了极大的经济负担,也给社会造成了巨大的医疗压力[3]。因此,糖尿病的防治已经刻不容缓。

2 型糖尿病(type 2 diabetes millitus,T2DM)患者往往早期症状不明显,常常在确诊之前就可出现并发症,并发症常累及微血管及大血管,如眼、肾和足等脏器,可发生致残的风险,严重者将危及患者生命。因此深入研究探索T2DM 的新的发病机制和诊断治疗手段具有重要的意义。

近年来大量表观遗传学的研究让人们对糖尿病的发生发展有了新的认识。表观遗传学通常是指没有改变核苷酸序列,但通过DNA 甲基化、非编码RNA、组蛋白修饰等改变了基因表达水平[4]。越来越多的证据表明,非编码RNA 中的circRNA 在T2DM 发生发展过程中扮演着重要的角色。

CircRNA 具有稳定的结构、高度的进化保守性和组织特异性,在基因表达及调控中起到了必不可少的作用,这使它们成为疾病生物标志物研究的合适候选者[5]。近年来,人们发现了circRNA 在多种疾病中异常表达,如肿瘤、糖尿病等。更深一步的探索它的结构和功能,能够更好地了解糖尿病的发生及发展过程,从而进一步提高相关疾病的诊断治疗水平。有研究显示,CPT1A基因的表达增加代谢性疾病的风险,且表达水平与空腹血糖成正相关[6]。因此,本研究旨在通过探讨circRNACPT1A与T2DM 之间的关系,初步探索circRNACPT1A对T2DM 的诊断价值。

1.1 一般资料

纳入2021 年9 月~2022 年6 月于石河子大学医学院第一附属医院就诊的T2DM 患者20 例,所有T2DM 患者诊断均符合1999 年世界卫生组织糖尿病诊断标准;
且排除合并高血压、心脏、肝脏、肾脏及肿瘤疾病,以及急、慢性感染性疾病患者,口服激素者。另选择同一时期到石河子大学医学院第一附属医院健康体检中心进行体检的健康人20 例作为对照组(NC 组), 其实验室指标均在正常范围,且无其他疾病病史。纳入者均为汉族,长期居住新疆,三代内未与其他民族通婚,且性别与年龄相匹配。本研究已获得石河子大学医学院第一附属医院 伦 理 委 员 会 批 准 ,伦 理 批 准 号 :KJX-2021-093-01, 且参与全体人群均已签署相关知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 常规指标的收集 所有入选对象均进行一般资料的收集,同时进行糖耐量试验的筛查、体格及实验室检查,收集收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、空腹血糖(FPG)、糖负荷后2 h 血糖(2H-PG)、空腹胰 岛 素(FINs)及C 肽(CP)、高 密 度 脂 蛋 白(HDL-C)、低 密 度 脂 蛋 白(LDL-C)、总 胆 固 醇(TC)、甘油三酯(TG)等生化指标,并通过胰岛素抵 抗 指 数(HOMA-IR)、胰 岛β 细 胞 功 能 指 数(HOMA-β)评估胰岛功能。

1.2.2 circRNA CPT1A 相对表达水平检测 (1)引物选择:本课题组前期对新疆维吾尔族T2DM 患者进行外周血高通量测序,筛选出134 条具有差异性表达的circRNA,其中circRNACPT1A上调表达较为 显 著[7]。(2)通 过 实 时 荧 光 定 量PCR 技 术,以GADPH 为内参,采用同样的反应体系及参数,检测外 周 血circRNACPT1A。采 用2-ΔΔCt法 计 算circRNACPT1A相对表达水平。试验重复3 次取平均值。

1.3 统计学处理

采 用 SPSS 23.0 及GraphPad Prism 9.0 软 件 对数据进行统计学处理。采用t检验进行正态分布的计量资料组间比较;
采用 Mann-Whitney U 检验进行非正态分布的计量资料组间比较;
采用x2检验进行计数资料的分析;
采用ROC 曲线评价circRNACPT1A在T2DM 中的诊断价值;
采用Spearman 相关分析进行circRNACPT1A相对表达量与糖脂代谢指标的比较。采用Logistic 回归模型分析circRNACPT1A对T2DM 患病风险的影响。P<0.05 为差异有统计学意义。

2.1 研究对象一般资料、生化指标比较

将T2DM 组与健康对照组(NC 组)的一般资料、生化指标比较,其中,空腹血糖、糖负荷后2 h 血糖、甘油三酯、高密度脂蛋白、空腹胰岛素、胰岛素抵抗指数、胰岛β 细胞功能指数在T2DM 组与NC组中差异存在统计学意义(P<0.01),而性别、年龄、BMI、收缩压、舒张压、总胆固醇、低密度脂蛋白、空腹C 肽等在两组中无统计学差异(P>0.05),见表1。

表1 各组一般资料、生化指标的比较Tab 1 Comparison of general data, biochemical indexes in each group

2.2 circRNA CPT1A 相对表达水平比较

与NC 组相比,T2DM 组患者中circRNACPT1A的相对表达水平升高,组间差异均有统计学意义(P<0.001)。见表2、图1。

图1 通过qRT-PCR 定量测定的circRNA CPT1A 相对表达水平Fig 1 Relative expression levels of circRNA CPT1A quantified by qRT-PCR

表2 circRNA CPT1A 的基因相对表达水平的比较Tab 2 Comparison of circRNA CPT1A gene relative expression levels

2.3 circRNA 在T2DM 中 的 诊 断 价 值

以分组为状态变量,相对表达水平2-ΔΔCt值为检验变量绘制ROC 曲线,结果显示,circRNA CPT1A诊断T2DM 的AUC 为0.835(95%CI:
0.711-0.959;
P<0.001;
敏 感 性=80%;
特 异 性=80%),见 表3、图2。

图2 circRNA CPT1A 诊 断T2DM 的ROC 曲 线Fig 2 ROC curve of circRNA CPT1A in the diagnosis of type 2 diabetes mellitus

表3 circRNA CPT1A 对T2DM 诊断的ROC 曲线分析Tab 3 ROC curve analysis of circRNA CPT1A for the diagnosis of T2DM

2.4 circRNA CPT1A 与代谢指标的相关性

circRNACTP1A的 相 对 表 达 水 平2-ΔΔCt值 与 代谢指标的Spearman 相关性分析结果显示, 全体入组人群circRNACTP1A的相对表达水平与空腹血糖、糖负荷后2 h 血糖、HOMA-IR、甘油三酯呈正相关,与HOMA-β 呈负相关(P<0.05)。T2DM 组circRNACTP1A的相对表达水平与空腹血糖呈正相关,与HOMA-β 呈 负 相 关(P<0.05)。NC 组circRNACTP1A的相对表达水平与空腹胰岛素、HOMA-IR 呈正相关(P<0.05)。见表4。

表4 circRNA CTP1A 与代谢指标的相关性Tab 4 Correlation between circRNA CTP1A and metabolic indexes

2.5 circRNA CPT1A 与的Logistic 回归 分析

以是否患有T2DM 为因变量, circRNACPT1A相对表达水平为自变量,行单因素Logistic回归分析,结果显示高表达的circRNACPT1A会增加T2DM 的患病风险(P<0.05)。进一步调整TG、HDL-C 后, 结果显示, circRNACPT1A表达水平的升高会增加T2DM 的患病风险(P<0.05)。见表5。

表5 circRNA CTP1A 与T2DM 的Logistic 回归分析Tab 5 Logistic regression analysis of circRNA CTP1A and type 2 diabetes mellitus

糖尿病是以慢性血糖升高为主要特点的代谢性疾病,近年来我国糖尿病的患病率呈现明显的上升趋势。在T2DM 发病及进展过程中,两个环节起到了十分关键的作用,分别是胰岛β 细胞功能受损及胰岛素抵抗。大量研究表明,在已经出现胰岛素抵抗的条件下,若胰岛β 细胞功能发生衰竭,则机体很容易发展为高血糖状态。有研究证实,T2DM 发病的其中一个关键条件就是胰岛β 细胞功能缺陷[8]。Haque 等[9]团队研究表明circRNA 在人类胰岛中大量表达,且能进行差异调控。此外,circPPM1F 的过表达可通过增强M1 巨噬细胞活化导致胰岛进一步损伤[10]。Cai 等[11]证实circHIPK3 表达上调可以导致高血糖和胰岛素抵抗。Wu 等[12]研究发现circRNA 与妊娠糖尿病的发病机制相关。这些研究均证实了circRNA 与T2DM 发生发展相关。

circRNACPT1A的表达水平对T2DM 具有良好的诊断效能。本课题组前期已通过高通量测序筛选出具有差异上调表达的circRNACPT1A,相关研究已证实CPT1A基因与糖尿病有着很大的关联[13,14]。为求进一步验证,本研究通过qRT-PCR 法检测了circRNACPT1A在T2DM 组及健康对照组中的相对表达水平,发现circRNACPT1A在T2DM 患者的表达是上调的,通过ROC 曲线进一步分析circRNACPT1A在T2DM 中的诊断价值,显示CircRNACPT1A诊断T2DM 的灵敏度为0.8,特异度为 0.8,提示circRNACPT1A有潜力成为T2DM 的诊断标志物。

circRNACPT1A可能在T2DM 发生发展过程中起重要作用。在Spearman 相关性分析中发现,全体入组对象外周血中circRNACPT1A的相对表达水平与与空腹血糖、糖负荷后2 h 血糖、HOMA-IR、甘油三酯呈正相关,与HOMA-β 呈负相关,提示circRNACPT1A表达的上调与胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能缺陷相关,T2DM 组circRNACTP1A的相对表达水平与空腹血糖呈正相关,与HOMA-β 呈负相关,这可能意味着circRNACTP1A参与了T2DM 的发病机制及疾病进展过程。Logistic 回归分析提示circRNACPT1A相对表达水平的升高可升高T2DM 患病风险,可以推测高表达水平的circRNACPT1A是T2DM 的危险因素(OR>1)。

综 上 所 述,circRNACPT1A在T2DM 患 者 外周血表达上调,可作为T2DM 的潜力生物学标志物并有可能参与了T2DM 的发病及进展。

本研究存在局限性。(1)本研究只纳入了糖尿病患者,未纳入糖尿病前期患者进行比较。(2)本研究只为circRNACPT1A在T2DM 的作用及机制提供一个思路,后期可在细胞与动物实验中进一步验证。(3)本研究样本量较小,后续可进一步在大样本人群中验证其准确性。(4)本研究纳入的研究对象均为汉族,于新疆长期生活,其基因的表达在其他人群中是否一致尚不清楚。

作者贡献度说明:

王娟:提出研究思路,进行试验操作及撰写论文;
巴涛:提供部分实验思路并参与试验操作;
常向云、朱余蓉:对文章整体进行负责、监督管理。

本文不存在任何利益冲突。

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