JEV：配对的动脉和静脉血中细胞外囊泡miRNA的转录组分析

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细胞外囊泡（EV）在细胞间通讯中起重要的生理和病理生理作用。针对诸如心血管疾病等疾病的生物标志物研究通常集中在循环miRNA上，研究人员可能根据疾病的类型和临床条件，从动脉或静脉血管采集患者的血液样本。因此需要确定采血位置的不同是否会影响到循环miRNA表达谱。来自德国慕尼黑工业大学的研究人员在JOURNAL OF EXTRACELLULAR VESICLES（IF=11）杂志上发表文章，评估了动脉和静脉中的无细胞miRNA谱，认为动静脉之间EV miRNA谱无太大差异。

 

在心血管疾病和其他疾病中， EV在细胞间通讯中起到关键病理生理作用。EV载有信号分子如蛋白质、脂质和RNA参与许多生理和病理过程。先前的生物标志物研究指出，动脉血和静脉血在流变学上不完全区分，因此建议使用动脉血或静脉血样本进行生物标志物检测。但是，在此前还从未针对循环无细胞microRNA（miRNA）或循环EV及其分子内容物，特别是miRNA进行过系统的试验。如果EV可以适用，那将为此前难以区分的动脉和静脉的血液采样研究带来新希望。

 

此前的研究发现，通过二代测序（NGS）分析源自猪全血样品的循环miRNA时，鉴定了12种具有不同动静脉表达水平的miRNA。另一项研究中使用微阵列技术比对匹配的动静脉和大鼠血浆样品，检测到24个miRNA的表达改变。相反，当使用ELISA比较血清生物标志物水平时，在成对的动脉和静脉人类血液样品中发现蛋白表达是相同的。这些数据表明，动脉血和静脉血样品在蛋白质和miRNA含量方面可能有许多相似之处，但不能排除特定血液成分可能仍然存在差异。

 

用于诊断或研究目的的血液样品通常从外周静脉通路抽取。而用于监测目的来说动脉通路更方便，并且在接受重症监护病房治疗或大手术的重症患者中通常是首选。当在特定研究中比较来自动脉和静脉样本的数据时，可能会导致EV生物标志物有效性和敏感性的内在差异。此外，miRNA谱中的潜在差异使基于动脉或静脉EV和循环miRNA的其他载体的研究结果的可比性变得困难。EV形态和非编码RNA载量的潜在差异分析可以提供有关器官特异性作用的信息，因为动脉EV穿过左心室和肺部，而静脉EV则可以更严谨反映总静脉回流。因此，系统分析和比较从动脉和静脉采样的循环miRNA似乎是一个突破口。

 

在这项研究中，研究人员比较了使用小RNA测序（small RNA-Seq）的心脏外科手术患者的成对动脉和静脉血清中的循环miRNA图谱。研究人员在手术前同时从动脉和颈内静脉取血。在经沉淀法粗提EV后，研究人员进行了小RNA测序。该测序结果在严格的筛选标准进行差异表达分析下，无法检测到显著调节的miRNA。经过不太严格的标准筛选，研究人员检测到了在动脉样品中略微上调的四个miRNA，其中之一可以通过RT-PCR进行验证。随后在一部分初始研究人群中测试了这些发现对纯化的动脉和静脉EV的适用性。与粗提EV样品相比，使用体积排阻色谱法进行的额外纯化的EV似乎总体miRNA产量降低了，但也未检测到动静脉表达差异的miRNA。无监督的聚类方法无法基于miRNA在粗提或纯化后中正确分类动脉或静脉。粗提的颗粒表征以及纯化的EV中的EV标志物表征也显示出动脉和静脉样品的高度相似。因此，在研究差异表达的循环miRNA时，除了特定的病理情况（例如严重的肺部疾病）外，动脉血与静脉血样本之间的差异不应该成为干扰因素。对于大多数生物标志物研究，使用动脉或静脉血清EV样品中的miRNA表达谱上数据是高度相似的。

图：粗提和纯化后EV的生物学特性比较

 

参考文献：Hermann S, Buschmann D, Kirchner B, Borrmann M, Brandes F, Kotschote S, Bonin M, Lindemann A, Reithmair M, Schelling G, Pfaffl MW. Transcriptomic profiling of cell-free and vesicular microRNAs from matched arterial and venous sera. J Extracell Vesicles. 2019 Sep 27;8(1):1670935.

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