文章标题：Value of circulating miRNA-21 in the diagnosis of subclinical diabetic cardiomyopathy
中文标题：循环 miRNA-21 在亚临床糖尿病心肌病诊断中的价值
发表期刊：Mol Cell Endocrinol
发表时间：20200724
影响因子：3.8/Q2
研究背景
糖尿病心肌病 （DCM） 是一种心功能不全，影响约 12% 的糖尿病患者，最终导致心力衰竭甚至死亡。然而，目前没有用于 DCM 诊断的有效或特异性生物标志物。
研究方法
本研究共纳入 266 例 II 型糖尿病 （T2DM） 受试者，分为 T2DM 伴心功能不全 （DCM） 组和无心功能不全的 T2DM （non-DCM） 组。测定 miR-21 的诊断效能，并与血清血红蛋白 A1c% （HbA1c%） 的诊断效能进行比较。用高葡萄糖 （HG）/高脂肪酸 （PA） 刺激的 Db/db 小鼠和 H9c2 细胞分别用作 DCM 的体内和体外模型。
研究结果
1.研究对象的基线特征
在这项研究中，筛选了 2018 年 4 月至 2019 年 10 月的 266 名受试者。在 53 名心功能不全的受试者中，4 名在门控 MPI 提示 CAD 后被排除。在其余 213 例无舒张功能障碍的受试者中，4 例根据 CAD 的存在被排除在外。然后，使用计算机化的块随机化程序将受试者分配到对照组（随机化比例：1：1）（图 1）。对于受试者的临床特征，在糖尿病持续时间方面检测到两组间差异显著 （P < 0.001）;HbA1c （%） （P < 0.001）;和血脂谱，包括 TG （P = 0.008）、TC （P < 0.001） 和 LDL （P < 0.001） （表 1）。合并 LVDD 的 T2DM 患者 miR-21 的表达水平低于无 LVDD 的 T2DM 患者。按心肌功能状态分层的 T2DM 受试者的心脏结构和 LV 舒张功能见补充表 2。T2DM 伴 DCM 组舒张功能受损，表现为二尖瓣 e 升高 （P < 0.001）、室间隔 e （P < 0.001）、MVF E （P = 0.010）、MVF A （P < 0.001）、e′ （P < 0.001）、E/e′ 比值 （P < 0.001） 和左心房容积 （P < 0.001） 和 E/A 比值降低 （P< 0.001）。为了探讨 T2DM 合并 LVDD 患者 miR-21 水平与心功能之间的潜在相关性，我们研究了 miR-21 与舒张功能相关指标之间的关系。如补充图 1 所示，检测到 miR-21 与室间隔 e （P = 0.005）、二尖瓣 e （P < 0.001）、e′ （P < 0.001） 和 E/A 比值 （P = 0.004） 之间显着的正相关。此外，miR-21 与 MVF A 之间呈显著负相关 （P < 0.001） 、E/e′ 比值 （P < 0.001） 和左心房容积 （P < 0.001）。
2.构建用于 DCM 诊断的数学模型
根据以往的研究，与单独的单个参数相比，多个变量的组合可能会提高诊断效率。我们根据最佳临界值将糖尿病持续时间、 TG 、 TC 和 LDL 的变量转换为两个分类变量（表 2）。结合 HbA1c % 和 miR-21 的连续变量，我们建立了两个数学模型，使用单因素和多因素 logistic 回归分析诊断 DCM （补充表 3）。Hosmer-Lemeshow 检验进行的列线图和校准曲线显示在补充图 2 和 3 中 （P > 0.05），并表明预测值和观察值之间具有良好的一致性。根据相应的 ROC 曲线比较两种模型的诊断效率（表 2，图 3）。我们的结果表明，模型 2 的 AUC 最大 （AUC = 0.939），并且显著大于单独的 HbA1c% （AUC = 0.663） 和 miR-21 （AUC = 0.898） （均 P < 0.05）。此外，模型 2 的 AUC 也大于模型 1，但这种差异并不显著。模型 1 和模型 2 的敏感性和特异性比较表明，当两个模型的敏感性相同 （0.959） 时，模型 2 的特异性高于模型 1 （0.857 vs 0.551）;然而，当两个模型的特异性相同 （0.918） 时，模型 2 的敏感性也更高 （0.837 vs 0.776）。与敏感性相比，模型 2 更明显地提高了诊断特异性。
3.HG/PA 诱导的心肌细胞的线粒体生物发生受损
先前的研究表明，miR-21 是 ROS 诱导的细胞损伤的预测因子 （Dai et al.， 2018），尽管 ROS 产生的机制仍不确定。线粒体功能障碍已被确定为 DCM 中 ROS 产生的重要贡献者 （Hsueh et al.， 2007）。因此，我们探讨了 miR-21 在 db/db 糖尿病模型中线粒体功能中的潜在作用。
4.过表达 miR-21 保留线粒体生物发生并减弱细胞凋亡
接下来，我们试图确定 miR-21 在线粒体生物发生和细胞凋亡中的可能作用。将 miR-21 过表达模拟物和相关的 NC 模拟物转染到 H9c2 细胞中，并通过 qRT-PCR 证实转染效果 （图 5A）。根据我们关于 HG/PA 诱导的 H9c2 细胞生物发生受损和凋亡模型，miR-21 过表达显著恢复了线粒体生物发生相关基因的 mRNA 水平（图 5B）和线粒体 DNA 含量（图 5C）。此外，通过流式细胞术确定，增强的 miR-21 表达减少了细胞凋亡（图 5D）。为了确定 miR-21 敲低的效果，将 miR-21 抑制剂转染到 H9c2 细胞中，并通过 qRT-PCR 评估转染效果（图 5E）。与 miR-21 过表达的作用相反，miR-21 抑制降低了线粒体 DNA 含量和线粒体生物发生，如 PGC-1α 表达降低所示（图 5F-G）。miR-21 敲低还显著促进细胞凋亡 （图 5H）。然而，抑制 miR-21 并没有进一步加剧 HG/PA 诱导的线粒体功能障碍或细胞凋亡。
文章小结
我们的研究结果确定循环 miR-21 是诊断 DCM 的新型生物标志物，并为基于 miRNA 的治疗 DCM 提供了潜在机制。（对这种思路感兴趣的老师，欢迎联系小编！）
