Hsa-let-7a-5p Regulates Proliferation and Apoptosis of Periodontal Ligament Stem Cells
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摘要:
目的 探讨hsa-let-7a-5p对牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells,PDLSCs)增殖及凋亡的影响。 方法 将let-7a-5p mimics、mimics nc、let-7a-5p inhibitor、inhibitor nc转染进入PDLSCs,通过RT-qPCR测定转染效率,通过CCK-8、细胞周期、EdU实验检测let-7a-5p对PDLSCs增殖的影响,通过细胞凋亡实验检测PDLSCs的凋亡率。 结果 let-7a-5p成功转染进入PDLSCs。let-7a-5p mimics可抑制PDLSCs增殖能力(P < 0.05),促进PDLSCs凋亡(P < 0.01)。let-7a-5p inhibitor可促进PDLSCs增殖能力(P < 0.05),抑制PDLSCs凋亡(P < 0.01)。 结论 hsa-let-7a-5p可抑制PDLSCs增殖,促进PDLSCs凋亡。 -
关键词:
- hsa-let-7a-5p /
- microRNA /
- 牙周膜干细胞 /
- 增殖 /
- 凋亡
Abstract:Objective To investigate the effect of hsa-let-7a-5p on the proliferation and apoptosis of periodontal ligament stem cells (PDLSCs). Methods let-7a-5p mimics, mimics nc, let-7a-5p inhibitor, and inhibitor nc were transfected into PDLSCs, and transfection efficiency was measured by RT-qPCR. The effects of let-7a-5p on PDLSCs proliferation were evaluated by CCK-8, cell cycle, and EdU experiments, while the apoptosis rate of PDLSCs was detected by apoptosis experiments. Results let-7a-5p was successfully transfected into PDLSCs. let-7a-5p mimics inhibited cell proliferation (P < 0.05) and promoted cell apoptosis of PDLSCs (P < 0.01). let-7a-5p inhibitor promoted cell proliferation (P < 0.05) and inhibited cell apoptosis of PDLSCs (P < 0.01). Conclusion hsa-let-7a-5p can inhibit the proliferation of PDLSCs and promote the apoptosis of PDLSCs. -
Key words:
- hsa-let-7a-5p /
- microRNA /
- Periodontal ligament stem cell /
- Proliferation /
- Apoptosis
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川崎病(Kawasaki disease,KD)是一种全身非特异性血管炎性病变,第1例报道的川崎病疑似病例在1967年[1]。其临床症状包括:持续发热,无菌性球结膜炎,唇红皲裂,口腔粘膜充血呈草莓舌,急性期手足硬性水肿,恢复期指(趾)端甲下和皮肤交界膜状脱皮,猩红热样皮疹及多形红斑,颈部淋巴结肿大。故又称皮肤黏膜淋巴结综合征。川崎病最严重的后遗症之一是心脏动脉炎症,导致动脉瘤和冠状动脉病变(CALs)[2]。有研究显示,由于85%的病例发生在5岁以下的儿童中,因此,川崎病引起的冠状动脉病变逐渐取代风湿热成为发达国家最常见的儿童后天性心脏病的主要原因[3]。尽管川崎病的发病机制至今尚不明确,但在治疗窗内进行有效的静脉免疫球蛋白(intravenous immunoglobulin,IVIG)干预可将冠状动脉病变的形成率从25%降低至5%以下[4]。值得注意的是,近年来还报道了川崎病的一种亚型,即川崎病休克综合症,该病与冠状动脉异常和静脉免疫球蛋白抵抗相关[5]。尽管在川崎病诊断和治疗取得的进展已明显降低了该疾病并发症的发生率,但仍需要大量研究来明确川崎病的发病机制,诊断方法以及检测该病的血清学标志。
目前多认为川崎病是在一定的遗传学背景下由感染触发的免疫性血管炎 [5]。Lee等[6]提出川崎病的免疫发病机制基于“蛋白质稳态系统”,该系统调控着致病性的有毒蛋白质,这些蛋白质分布并结合到冠状动脉的内皮细胞上,导致非特异性T细胞产生各种细胞因子来应对内皮细胞的损伤。虽然病原体感染后固有免疫和适应性免疫系统都被激活,但临床和实验室研究发现川崎病的发生与先天免疫系统的激活有关[7]。本研究旨在通过回顾性分析云南省川崎病患者的临床特征和外周血淋巴细胞亚群的变化,来探究这些细胞亚群与发病年龄的关系,及其在川崎病发病机制中的可能作用,以期为川崎病的诊断提供一定的支持。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
回顾性分析昆明市第三人民医院2013年1月至2018年12月入院的163例川崎病患者的资料,包括:性别、年龄、外表征、血检验、心脏彩超、血液淋巴细胞亚群等资料。其中男性100例,女性63例,年龄1个月~7岁11个月,平均25个月。纳入标准为1985年日本KD研究会提出的KD诊断标准(第4次修订版)[1],按照以下6条临床表现进行诊断:(1)持续发热5 d或5 d以上;(2)四肢末梢变化,包括急性期的手足硬性肿胀、掌及指(趾)端充血及恢复期的指(趾)端甲床皮肤移行处有膜状脱皮;(3)多形性皮疹;(4)双侧结膜充血;(5)口唇和 口腔改变;(6)急性期非化脓性颈淋巴结肿胀。若患儿具备上述6项中至少5项,则可诊断;若具备上述4项且超声心动图检查或心血管造影检查证实冠状动脉瘤(或者动脉扩大),在除外其他疾病的基础上,也可诊断。冠状动脉扩张标准按文献[8]的标准,冠状动脉内径:0~3岁小于2.5 mm,3~9岁小于3 mm,9~14岁小于3.5 mm,或冠状动脉内径超过正常范围。所有患儿均为首发(病程10 d内),并在入院当天未进行丙种球蛋白和激素等治疗前采样。家长均知情同意。本研究通过了云南省第三人民医院伦理委员会审批。
1.2 研究方法
采用回顾性研究,分析患者年龄分布、外表征(卡巴症、肛周皮肤潮红、颈部淋巴结、四肢末端改变、皮疹、口唇皲裂、结膜充血)、血检验指标(白细胞(WBC)、血小板计数、C反应蛋白(CRP)、血沉(ESR)、贫血、中性粒细胞异常)和心脏彩超异常(内膜不光滑、左冠轻度扩张、右冠轻度扩张、左右轻度扩张、左右严重扩张)在患者中所占的比例。
检测急性期淋巴细胞亚群CD3+、CD3+CD8+、CD3+CD4+和CD19+在川崎病患者中的变化,并与患者年龄进行相关性分析。
1.3 统计学处理
数据先用SPSS进行正态分布检测,对Kolmogorov-Smirnov结果为P > 0.05的变量采用Pearson相关性检验分析,包括患者年龄与淋巴细胞亚群,用GraphPad Prism统计软件进行作图,P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 临床特征
163名患者中,女性63例,男性100例。川崎病人发病年龄在12~23月龄的人数最多,为52例;小于11月龄的其次,为45例;24~35月龄发病人数为25例;36~71月龄发病人数为35人;大于72月龄的发病人数为6例(图1 A)。在川崎病人各项外表征中,结膜充血诊出比例最大,其次为口唇皲裂,有123例,皮疹92例,四肢末端改变79例,颈部淋巴结肿大68例,肛周皮肤潮红28例卡巴症2例(图1 B)。在各项血检验指标中,160例患者检出ESR异常,158例患者CRP高于正常值,105例患者血小板计数大于500,WBC高于10 000有92例,贫血患者54例,中性粒细胞异常患者33例,WBC低于4 000有2例(图1 C)。心脏彩超结果显示,左冠扩张(轻中度)36例,右冠扩(轻中度)张5例,左右轻中度扩张27例,左右重度扩张5例,内膜不光滑患者59例(图1 D)。
2.2 急性期淋巴细胞亚群特点
监测了142名患者6组急性期淋巴细胞亚群,其中CD3+小于50%的有40例,占28.17%;CD3+大于84%的有1例,占28.17%;CD3+CD8+小于15%的有50例,占35.21%,CD3+CD4+小于27%的有33例,占23.24%;CD3+CD4+大于51%的有6例,占4.22%;CD16+CD56+小于7%的检出38例,占26.76%;CD19+大于18%的有133例,占93.66%;CD4+/CD8+大于2.8的有28例,占19.72%;CD4+/CD8+小于0.7的有2例,占1.41%(表1)。
表 1 川崎病人急性期淋巴细胞亚群的变化Table 1. Changes of lymphocyte subpopulation in the patients with Kawasaki disease检测项目 检出数(n) 检出率(%) CD3+ 正常范围 50%~84% 101 71.13 异常范围 < 50% 40 28.17 > 84% 1 0.70 CD3+CD8+ 正常范围 15%~44% 91 64.79 异常范围 < 15% 50 35.21 > 44% 0 0.00 CD3+CD4+ 正常范围 27%~51% 103 72.53 异常范围 < 27% 33 23.24 > 51% 6 4.23 CD16+CD56+ 正常范围 7%~40% 104 73.24 异常范围 < 7% 38 26.76 > 40% 0 0.00 CD19+ 正常范围 5%~18% 9 6.34 异常范围 < 5% 0 0.00 > 18% 133 93.66 CD4+/CD8+ 正常范围 0.7~2.8 111 78.17 异常范围 < 0.7 3 2.11 > 2.8 28 19.72 图2显示川崎病患者急性期淋巴细胞亚群特点与年龄之间的相关性。每一个圆点代表一位川崎病患者,红色圆点表示非正常范围内的值。CD3+CD8+(图2 B)和CD3+CD4+(图2 C)与患者年龄相关(0.2 < Pearson系数 < 0.4),而CD3+(图2 A)和CD19+(图2 D)与患者年龄相关性不显著(Pearson系数 < 0.2)。
图 2 川崎病患者急性期淋巴细胞亚群与年龄相关性分析A:川崎病患者年龄与CD3+相关性分析;B:川崎病患者年龄与CD3+CD8+相关性分析;C:川崎病患者年龄与CD3+CD4+相关性分析;D:川崎病患者年龄与CD19+相关性分析;n = 142;每个圆点代表一个个体,黑色圆点为正常范围内的检测值,红色圆点为异常检测值。Pearson相关系数 < 0.2为极弱相关或无相关,Pearson相关系数在0.2~0.4间为弱相关。Figure 2. Correlation analysis of lymphocyte subsets and age in the patients with Kawasaki disease3. 讨论
3.1 川崎病早期临床诊断
世界范围内川崎病发病率的总体趋势正在增加[9],因此,临床诊断指南也在不断更新完善。大量的研究将川崎病的发病机制归因于不同因素,例如区域、种族、饮食、环境、传染原、免疫调节、炎症反应或遗传易感性等[10],但仍缺乏确定性或综合性结论来确定川崎病的病因。
早期发现和治疗高热儿童的严重病状是小儿急诊科(pediatric emergency department,PED)医师最大的挑战之一。根据美国心脏协会(American Heart Association,AHA)指南[8]并基于其他类似的常见的儿童时期传染病的临床体征,川崎病诊断的主要临床表现为持续发热5 d以上,以及以下5种主要特征中至少存在4项者,排除其他疾病后即可诊断川崎病:(1)四肢末端改变,表现为手脚急性红斑和水肿,指尖出现膜样脱屑;(2)多形性皮疹;(3)眼结合膜充血,非化脓性;(4)唇充血皲裂,口腔粘膜弥漫充血,舌乳头突起、充血呈草莓舌;(5)颈部淋巴结肿大(直径≥1.5 cm),通常为单侧。其他重要症状包括心血管,胃肠道,血液,尿液,呼吸,关节和神经系统的变化[8]。本研究发现,川崎病主要临床表现为结膜充血、口唇皲裂、四肢末端改变、皮疹、颈部淋巴结肿大、肛周皮肤潮红、卡巴症,且检出比例由高到低(图1 B)。但是在许多研究中,这些临床特征并没有按照特定的顺序出现,且在发病初期大多数儿童没有川崎病典型特征或只有其中一种典型的临床症状,20%~50%的病例报告不符合AHA诊断标准[11-12]。
川崎病是发达国家儿童期获得性性脏病的主要原因,可以导致冠状动脉瘤和死亡[13]。心脏彩超结果显示川崎病患者出现心脏冠状动脉内膜不光滑以及扩张的现象(图1 D)。因此,通过使用高端技术或进行特异性识别可以进行早期川崎病的临床诊断,这些标记值得我们进一步阐明。外表征,血液指标,心脏超声,以及免疫学诊断应结合起来,以提高诊断的及时性和准确性。
3.2 川崎病与年龄的关系
川崎病主要是学龄前儿童的疾病,65%~80%的病例发生在6个月至5岁之间[14]。在亚洲人群中,发病年龄的中位数约为13个月,在欧洲-高加索人群中,发病年龄为24个月[15]。然而在印度,很大一部分患者年龄超过5岁[16]。本研究中3岁以内的发病率为75%,发病率与其他报导基本一致。虽然川崎病在新生儿和婴儿中相对罕见,但也有很多新生儿病例被报道过[17-18]。Andrea等[19]指出虽然都在发病10 d以内接受了治疗,但是6个月以下的急性川崎病婴儿更容易出现冠状动脉异常。本研究中患者年龄跨度1个月~7岁11个月,因此,针对婴儿群体应开发相应的减少冠状动脉损害的辅助疗法。
3.3 川崎病人淋巴细胞亚群的变化
川崎病的发病机制至今仍不明朗,多数学者认为该病是在一定遗传学背景下由感染触发的免疫性血管炎。5岁以下儿童是川崎病的高发群体,在这个阶段,儿童的免疫球蛋白水平本身就有着较大变动。因此在分析免疫球蛋白异常的时候,应考虑到年龄因素。
CD19+抗原是B淋巴细胞表面的特异性标志,B细胞在体液免疫反应中起主要作用。据报道,在小鼠中,CD19增强了B细胞受体(BCR)诱导的信号传导,这对于B细胞的活化和增殖以及随后的体液免疫应答的增强至关重要[20]。本研究中发现川崎病患儿在急性期CD19+细胞明显升高,表明CD19+ B细胞在抗原刺激下活化和增殖,并在患者活化的体液免疫中起主要作用。CD19+在患者体内与年龄相关性不大。提示CD19+细胞的异常高计数可能是是川崎病患者过度体液免疫的结果。
CD4+细胞的作用是促进免疫反应,CD3+CD4+细胞含量随川崎病人年龄的增加而显著下降(图2 C)。CD8+细胞可以抑制免疫反应CD3+CD8+细胞含量随川崎病人年龄的增加而显著上升(图2 B)。CD4+/CD8+比值的稳定在维持机体免疫稳态中起着重要作用[21]。正常情况下,CD4+/CD8+比值处于动态平衡中,如果失衡,则会引起机体免疫功能的紊乱。在本研究中川崎病患者CD4+/CD8+比值明显增高(表1),提示机体免疫调节失衡,可能参与川崎病的发病。
新生儿川崎病的诊断是一个临床难题。诊断依据的是排除其他表现为高烧的疾病后的临床标准。早期静脉注射免疫球蛋白和阿司匹林有助于预防心脏并发症。迫切需要提高儿科医生对这种疾病的认识。但据报道许多川崎病病例对静脉注射免疫球蛋白耐药。此外,小儿接受阿司匹林处方后可能有引发其他病症的风险,因此,在进行川崎病辅助疗法时需要医师们慎重考量。
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图 2 let-7a-5p抑制牙周膜干细胞增殖
A:CCK-8探究let-7a-5p mimics对PDLSCs增殖的影响,n = 4;B:CCK-8探究let-7a-5p inhibitor对PDLSCs增殖的影响,n = 4;C:EdU实验探究let-7a-5p mimics对PDLSCs增殖的影响,n = 5;D:EdU实验探究let-7a-5p inhibitor对PDLSCs增殖的影响,n = 5;E:细胞周期探究let-7a-5p mimics对PDLSCs增殖的影响;F:细胞周期探究let-7a-5p inhibitor对PDLSCs增殖的影响。*P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001,#P < 0.0001。
Figure 2. let-7a-5p inhibits periodontal ligament stem cell proliferation
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[1] Kwon T,Lamster I B,Levin L. Current concepts in the management of periodontitis[J]. International Dental Journal,2021,71(6):462-476. doi: 10.1111/idj.12630 [2] Isola G,Santonocito S,Lupi S M,et al. Periodontal health and disease in the context of systemic diseases[J]. Mediators of Inflammation,2023,2023:9720947. [3] Păunică I,Giurgiu M,Dumitriu AS,et al. The bidirectional relationship between periodontal disease and diabetes mellitus-A review[J]. Diagnostics (Basel),2023,13(4):681. doi: 10.3390/diagnostics13040681 [4] Seo B M,Miura M,Gronthos S,et al. Investigation of multipotent postnatal stem cells from human periodontal ligament[J]. Lancet,2004,364(9429):149-155. doi: 10.1016/S0140-6736(04)16627-0 [5] Zhao X,Lin H,Ding T,et al. Overview of the main biological mechanisms linked to changes in periodontal ligament stem cells and the inflammatory microenvironment[J]. J Zhejiang Univ Sci B,2023,24(5):373-386. doi: 10.1631/jzus.B2200576 [6] Luan X,Zhou X,Trombetta-eSilva J,et al. MicroRNAs and periodontal homeostasis[J]. J Dent Res,2017,96(5):491-500. doi: 10.1177/0022034516685711 [7] Huang P,Jia L. MicroRNA-28-5p as a potential diagnostic biomarker for chronic periodontitis and its role in cell proliferation and inflammatory response[J]. J Dent Sci,2022,17(4):1501-1509. doi: 10.1016/j.jds.2022.04.031 [8] Venugopal P,Koshy T,Lavu V,et al. Differential expression of microRNAs let-7a,miR-125b,miR-100,and miR-21 and interaction with NF-kB pathway genes in periodontitis pathogenesis[J]. J Cell Physiol,2018,233(8):5877-5884. doi: 10.1002/jcp.26391 [9] Lee Y H,Na H S,Jeong S Y,et al. Comparison of inflammatory microRNA expression in healthy and periodontitis tissues[J]. Biocell,2011,35(2):43-49. doi: 10.32604/biocell.2011.35.043 [10] Lee N H,Lee E,Kim Y S,et al. Differential expression of microRNAs in the saliva of patients with aggressive periodontitis: A pilot study of potential biomarkers for aggressive periodontitis[J]. J Periodontal Implant Sci,2020,50(5):281-290. doi: 10.5051/jpis.2000120006 [11] Ma L,Rao N,Jiang H,et al. Small extracellular vesicles from dental follicle stem cells provide biochemical cues for periodontal tissue regeneration[J]. Stem Cell Res Ther,2022,13(1):92. doi: 10.1186/s13287-022-02767-6 [12] Li Q,Yang G,Li J,et al. Stem cell therapies for periodontal tissue regeneration: A network meta-analysis of preclinical studies[J]. Stem Cell Res Ther,2020,11(1):427. doi: 10.1186/s13287-020-01938-7 [13] Tomokiyo A,Wada N,Maeda H. Periodontal ligament stem cells: Regenerative potency in periodontium[J]. Stem Cells Dev,2019,28(15):974-985. doi: 10.1089/scd.2019.0031 [14] Jin H Y,Gonzalez-Martin A,Miletic A V,et al. Transfection of microRNA mimics should be used with caution[J]. Front Genet,2015,6:340. [15] Esau C C. Inhibition of microRNA with antisense oligonucleotides[J]. Methods,2008,44(1):55-60. doi: 10.1016/j.ymeth.2007.11.001 [16] Robertson B,Dalby A B,Karpilow J,et al. Specificity and functionality of microRNA inhibitors[J]. Silence,2010,1(1):10. doi: 10.1186/1758-907X-1-10 [17] Campani V,De Rosa G,Misso G,et al. Lipid nanoparticles to deliver miRNA in cancer[J]. Curr Pharm Biotechnol,2016,17(8):741-749. doi: 10.2174/138920101708160517234941 [18] Johnson C D,Esquela-Kerscher A,Stefani G,et al. The let-7 microRNA represses cell proliferation pathways in human cells[J]. Cancer Res,2007,67(16):7713-7722. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-07-1083 [19] Chen Z,Qiu J,Gao Y,et al. Study on the mechanism of let-7a-5p in regulating the proliferation in cervical cancer cells[J]. Clin Transl Oncol,2022,24(8):1631-1642. doi: 10.1007/s12094-022-02810-1 [20] Yu J J,Pi W S,Cao Y,et al. Let-7a inhibits osteosarcoma cell growth and lung metastasis by targeting Aurora-B[J]. Cancer Manag Res,2018,10:6305-6315. doi: 10.2147/CMAR.S185090 [21] Liu C,Chen Z,Fang M,et al. MicroRNA let-7a inhibits proliferation of breast cancer cell by downregulating USP32 expression[J]. Transl Cancer Res,2019,8(5):1763-1771. doi: 10.21037/tcr.2019.08.30 [22] Chen Y,Qiao L,Zhang Z,et al. Let-7a inhibits proliferation and promotes apoptosis of human asthmatic airway smooth muscle cells[J]. Exp Ther Med,2019,17(5):3327-3334. [23] James N,Kini S,Pai S,et al. Comparative evaluation of corneal storage medias used as tooth avulsion medias in maintaining the viability of periodontal ligament cells using the cell counting kit-8 assay[J]. Clin Cosmet Investig Dent,2022,14:87-94. doi: 10.2147/CCIDE.S314478 [24] Sun X,Zhang C,Jin H,et al. Flow cytometric analysis of T lymphocyte proliferation in vivo by EdU incorporation[J]. Int Immunopharmacol,2016,41:56-65. doi: 10.1016/j.intimp.2016.10.019 [25] Rieger A M. Flow cytometry and cell cycle analysis: An overview[J]. Methods Mol Biol,2022,2579:47-57. [26] Xu X,Lai Y,Hua Z C. Apoptosis and apoptotic body: Disease message and therapeutic target potentials[J]. Biosci Rep,2019,39(1):BSR20180992. doi: 10.1042/BSR20180992 [27] Zhang J,Dong X,Yan Q,et al. Galectin-1 inhibited LPS-induced autophagy and apoptosis of human periodontal ligament stem cells[J]. Inflammation,2021,44(4):1302-1314. doi: 10.1007/s10753-021-01417-y [28] Liu L,Zhao J,Peng Y,et al. miR-let-7a-5p inhibits invasion and migration of hepatoma cells by regulating BZW2 expression[J]. Onco Targets Ther,2020,13:12269-12279. doi: 10.2147/OTT.S278954 [29] Cai K,Wan Y,Sun G,et al. Let-7a inhibits proliferation and induces apoptosis by targeting EZH2 in nasopharyngeal carcinoma cells[J]. Oncol Rep,2012,28(6):2101-2106. doi: 10.3892/or.2012.2027 [30] Ersahin T,Tuncbag N,Cetin-Atalay R. The PI3K/AKT/mTOR interactive pathway[J]. Mol Biosyst,2015,11(7):1946-1954. doi: 10.1039/C5MB00101C [31] Xia Z,Li Q,Tang Z. Network pharmacology,molecular docking,and experimental pharmacology explored Ermiao wan protected against periodontitis via the PI3K/AKT and NF-κB/MAPK signal pathways[J]. J Ethnopharmacol,2023,303:115900. doi: 10.1016/j.jep.2022.115900 期刊类型引用(0)
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