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. 2015 Apr;36(4):337–340. [Article in Chinese] doi: 10.3760/cma.j.issn.0253-2727.2015.04.017

HIV感染相关性弥漫大B细胞淋巴瘤患者组织中miRNA表达谱的初步研究

Preliminary study of microRNA expression profiles in HIV related diffuse large B-cell lymphoma

Yanyan Zhang 1, Bo Gao 1, Yuexun Duan 1, Gang Deng 1, Qian Yang 1, Lin Wang 1, Pengchun Wu 1, Lin Zhang 1, Jingjing Sun 1, Yun Pan 1,
Editor: 刘 志红1
PMCID: PMC7342613  PMID: 25916299

艾滋病相关淋巴瘤(AIDS related lymphoma, ARL)是指与HIV感染有关、伴有严重获得性免疫缺陷的淋巴组织恶性肿瘤,包括霍奇金淋巴瘤(HIV-HL)和非霍奇金淋巴瘤(HIV-NHL)。有研究者发现虽然伴随高效抗逆转录病毒治疗(HAART)的广泛应用,HIV的感染率得到有效控制,但由于AIDS患者病死率的明显下降和生存期的延长,ARL的发病率并未出现明显减少[1][2]。ARL已取代Kaposi肉瘤成为与AIDS相关的最常见的恶性肿瘤[3][4]。ARL可发生在任何HIV感染情况下,包括儿童患者。据推测,ARL发生率是普通人群的60~200倍[5][6]。ARL在病理分型上90%以上以B细胞来源的淋巴瘤为主,其中80%~90%为弥漫大B细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma, DLBCL)[7][8]。HIV-DLBCL患者多在临床免疫缺陷进展期发病,其病程进展快,预后差,其发生、发展的分子机制尚不清楚。研究表明,miRNA在多种肿瘤发生、发展的过程中发挥作用,其差异表达可作为肿瘤患者诊断和预后的指标及治疗的新靶点[9]。在本研究中我们采用miRNA芯片技术研究HIV-DLBCL和non-HIVDLBCL患者组织中miRNA表达谱的差异,旨在从分子水平对HIV-DLBCL的发病机制进行初步探讨。

病例和方法

1.病例:

以2010年12月至2013年2月云南省多家医院确诊的6例HIV-DLBCL患者的手术后石蜡包埋病理标本为实验组(exp1~6),以4例non-HIV-DLBCL患者标本为对照组(con1~4)。10例患者一般临床特征见表1

表1. 10例HIV感染相关性弥漫大B细胞淋巴瘤(HIV-DLBCL)患者一般临床特征.

例号 年龄(岁) 性别 术前诊断 取材部位
1 41 HIV-DLBCL 右腹股沟淋巴结
2 30 HIV-DLBCL 腹股沟淋巴结
3 35 HIV-DLBCL 结肠系膜淋巴结
4 39 HIV-DLBCL 右颈部淋巴结
5 40 HIV-DLBCL 左侧睾丸肿瘤
6 37 HIV-DLBCL 左侧颈部淋巴结
7 42 DLBCL 右大腿根部包块
8 59 DLBCL 右颈部淋巴结
9 27 DLBCL 左锁骨上淋巴结
10 72 DLBCL 后腹膜淋巴结

2.石蜡包埋病理标本处理:EP管经0.1%焦碳酸二乙酯(DEPC)水浸泡过夜后,高温高压灭活DEPC。制备厚度为8 µm的石蜡组织切片8~10张,置于EP管中保存。

3.组织总RNA提取及质量检测:将石蜡组织标本进行脱蜡处理后,采用TRIzol法(试剂为美国Invitrogen life Technologies公司产品)提取总RNA,异丙醇沉淀法浓缩RNA,采用紫外分光光度计(美国Nanodrop ND1000公司产品)测定RNA的浓度和纯度,琼脂糖凝胶电泳鉴定RNA的完整性。

4.miRNA芯片技术检测患者组织中miRNA表达谱:按照miRCURY™ Hy3™荧光标记试剂盒(丹麦Exiqon公司产品)说明书进行操作,利用T4 RNA连接酶对分离得到的RNA样品进行Hy3荧光标记。将标记好的miRNA与miRCURY™ LNA Array (v.18.0)芯片(丹麦Exiqon公司产品)进行杂交。每一样本使用一张芯片,同一样本在每张芯片上重复4次检测。杂交后芯片采用试剂盒自带缓冲液进行洗片后甩干。采用美国Axon公司的GenePix 4000B芯片扫描仪对杂交后芯片进行图像扫描,采用GenePix pro 6.0软件进行原始数据分析。每个探针的绿色信号强度经过去背景化后,将4个重复探针取平均值,并用中位数标准化方法对获得的数据进行标准化处理,标准值=(原始值−背景值)/中位数;选取实验中芯片修正值(原始值−背景值)均≥30的非对照探针的中位数作为标准化因子,对整张芯片的点进行标准化处理。经过标准化后,通过t检验方法分析出差异表达的miRNA。HIV-DLBCL与non-HIV-DLBCL患者组织表达水平比值>2或<0.5即可认为存在显著性上调或下调趋势。最后使用MeV软件进行聚类分析。miRNA芯片杂交及数据分析均由上海康成生物工程有限公司完成。

5.靶基因预测:应用生物信息学软件(MiRanda、miRBase Targets、TargetScan)进行差异表达miRNA的靶基因预测,取至少2个软件以上预测得到的交集基因作为靶基因。同时结合KEGG (Kyoto Encyclopedia of Gens and Genome)数据库分析交集靶基因参与的信号转导通路,进一步筛选出与免疫缺陷及HIV感染相关的靶基因。

结果

1.各标本的总RNA纯度和质量鉴定情况:紫外分光光度计检测的结果显示,两组样本的吸光度(A)260/A280值均在1.8~2.1之间。琼脂糖凝胶电泳结果显示样本28 s、18 s rRNA两条带清晰,未见明显DNA和蛋白质污染,表明各样本RNA质量合格,符合miRNA芯片检测的要求。

2.芯片杂交质量及样品性质比较:相关系数R(Correlation coefficient R-value)表明重复样本之间相关性的高低或者是不同组的样本间的差别大小,重复性越好R值越大,差异越大R值越小。两样本差异越大,其散点图距离X=Y这条直线越远,分散程度越大。结果显示实验组与对照组患者标本的杂交信号相关性较低,但组内相关性较高(表23)。

表2. HIV感染相关性弥漫大B细胞淋巴瘤患者miRNA芯片间相关系数R矩阵表.

标本编号 exp1 exp2 exp3 exp4 exp5 exp6
exp1 1 0.971 0.742 0.921 0.697 0.952
exp2 1 0.792 0.924 0.751 0.934
exp3 1 0.831 0.979 0.777
exp4 1 0.754 0.969
exp5 1 0.712
exp6 1

注:exp:实验组

表3. 非HIV感染相关性弥漫大B细胞淋巴瘤患者miRNA芯片间相关系数R矩阵表.

标本编号 con1 con2 con3 con4
con1 1 0.810 0.713 0.942
con2 1 0.971 0.898
con3 1 0.819
con4 1

注:con:对照组

3.HIV-DLBCL与non-HIV-DLBCL患者组织中差异表达的miRNA:采用含有3 100个捕获探针的芯片对样本进行检测,芯片杂交后扫描图像显示,所有芯片信号和背景清晰,扫描软件显示信噪比高。使用Hy3™单色荧光基团标记,光点清晰,可重复性好。数据分析结果显示共得到108个表达差异大于2倍的miRNA,其中HIV-DLBCL患者组织中表达增高的miRNA有64个,表达降低的miRNA有44个。经t检验筛选出23个与HIV-DLBCL相关的miRNA,其中上调的miRNA有6个,下调的miRNA有17个(表4)。

表4. 23个与HIV感染相关性弥漫大B细胞淋巴瘤相关的miRNA.

miRNA名称 倍性变化比值 P
上调miRNA
 ebv-miR-BART8-5p 248.155 0.001
 miR-185-3p 3.016 0.032
 miR-1469 2.413 0.046
 miR-744-5p 2.402 0.029
 miR-4505 2.079 0.030
 miR-4497 2.391 0.038
下调miRNA
 miR-664a-5p 0.197 0.006
 miR-502-3p 0.245 0.036
 miR-660-5p 0.258 0.039
 miR-96-5p 0.349 0.004
 miR-29a-5p 0.421 0.001
 miR-182-5p 0.422 0.009
 miR-769-5p 0.447 0.022
 miR-129-2-3p 0.446 0.008
 miR-532-5p 0.253 0.038
 miR-664b-5p 0.419 0.016
 miR-320a 0.402 0.029
 miR-891a-5p 0.478 0.041
 miR-30b-5p 0.337 0.012
 miR-30d-5p 0.360 0.008
 miR-3607-3p 0.384 0.014
 miR-3653 0.161 0.047
 miR-32-3p 0.465 0.044

4.靶基因预测:结果显示筛选出4个与免疫缺陷相关的miRNA靶基因,分别为受miR-185-3p靶向调节的T细胞受体Zeta链相关蛋白激酶(ZAP70)、肿瘤坏死因子受体超家族成员13 c (TNFRSF13C)、免疫球蛋白lambda样多肽1(IGLL1)和受miR-744-5p靶向调节的CD79A。

讨论

近年研究表明,miRNA作为生物体内一种重要的基因调控分子,与多种人类肿瘤密切相关。在已发现的人类miRNA中,50%以上定位于染色体上与肿瘤发生相关的脆性位点[10]。一种miRNA具有多个蛋白表达调控靶点,一个基因也可能受多种miRNA的共同作用,因此miRNA的整体调控网络极其复杂。目前,miRNA表达谱已成为肿瘤学研究的热点。各种类型或不同组织来源的肿瘤都具有各自特殊的miRNA表达模式,提示肿瘤的miRNA表达谱可能具有特异性[11][12]。筛选不同肿瘤中差异表达的miRNA及靶基因,明确其作用机制,将为肿瘤诊断、治疗和预后提供新的突破口。在免疫缺陷基础上发生的肿瘤,尤其是淋巴瘤,在发病机制、遗传学、免疫表型和临床表现等方面均可能不同于免疫功能正常的同类肿瘤,因此,对ARL的miRNA表达谱的研究具有重要意义。

在本研究中我们采用miRNA芯片技术对比HIVDLBCL和non-HIV-DLBCL患者组织的miRNA表达谱,共筛选出23个表达存在显著性差异的miRNA,其中在HIVDLBCL患者组织中上调的miRNA有6个,下调的miRNA有17个。通过分析,进一步筛选出4个与免疫缺陷相关的miRNA靶基因,分别为受miR-185-3p靶向调节的ZAP70、TNFRSF13C、IGLL1以及受miR-744-5p靶向调节的CD79A。我们的研究结果提示miR-185-3p和miR-744-5p很可能参与调控HIV的感染和HIV-DLBCL患者的疾病进展过程,有望成为HIV-DLBCL的分子标志物。

已有研究证实miR-185和miR-744的表达上调均能促进部分肿瘤的发生、发展。Akçakaya等[13]发现miR-185的高表达与结肠癌患者肿瘤细胞转移和疾病、复发呈正相关,而与其生存时间呈负相关。Song等[14]采用实时定量PCR筛选胃癌患者和正常人群血清中表达水平具有差异的miRNA,证实miR-744在早期胃癌患者血清中水平上调,且在胃癌的进展过程中也继续呈现增长趋势。在本研究中我们筛选出的miR-185-3p和miR-744-5p在HIV-DLBCL患者组织中表达均较non-HIV-DLBCL组织上调2倍以上,推测很可能与加速HIV-DLBCL患者的病程进展有关。

人体感染HIV后,CD4+ T淋巴细胞受HIV病毒攻击,数量不断减少,发生机会感染和恶性肿瘤的概率大大增加。研究证实HIV合并恶性肿瘤患者的CD4+ T淋巴细胞数显著低于非HIV恶性肿瘤患者,提示免疫力下降是HIV合并恶性肿瘤的关键因素之一。非HIV人群和HIV感染人群常见恶性肿瘤的差异可能与HIV/AIDS患者细胞免疫功能下降、易发生多种致瘤病毒持续感染有关[15]

根据信号通路分析结果,我们发现ZAP70、TNFRSF13C、IGLL1和CD79A与HIV-DLBCL患者的免疫缺陷相关,可导致机体抗感染能力、免疫功能、免疫监控能力下降,引发各种病症。ZAP70是一种酪氨酸激酶,广泛表达于T细胞和NK细胞中,ZAP70的缺失或突变均可导致重症联合免疫缺陷病[16][17]。B淋巴细胞活化因子(BAFF)是肿瘤坏死因子超家族成员之一,在B淋巴细胞生长、分化、发育及自身免疫性疾病中具有重要作用,而TNFRSF13C是BAFF的一种细胞表面受体(BAFF-R),BAFF和BAFF-R缺陷小鼠的免疫反应严重减弱,而在多种自身免疫性疾病小鼠模型体内应用BAFF的可溶性诱饵受体,可以有效减缓疾病的进程[18]。X连锁无丙种球蛋白血症是由人类B细胞发育障碍引起的原发性免疫缺陷病,存在包括IGLL1和CD79A在内的多基因缺陷[19]。此外,Capello等[20]在免疫缺陷相关的NHL中也发现了CD79A的突变。通过靶基因分析,我们推测miR-185-3p和miR-744-5p的上调将抑制靶基因ZAP70、TNFRSF13C、IGLL1和CD79A的表达,导致免疫缺陷,增强机体对HIV的易感性和HIV-DLBCL的发生率。

综上所述,在本研究中我们采用芯片技术,对HIVDLBCL和non-HIV-DLBCL患者组织的miRNA表达谱进行初步研究,与后者比较,前者存在一系列上调和下调的miRNA;靶基因预测及功能分析提示miR-185-3p和miR-744-5p可能通过调控ZAP70、TNFRSF13C、IGLL1、CD79A参与HIV-DLBCL的发生、发展。在后续研究中,我们将在大量样本中验证差异表达的miRNA在HIV-DLBCL中的生物学功能及其靶基因的效应。

Funding Statement

基金项目:国家自然科学基金(81060191)

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