威尔逊病患者血清外泌体miRNA表达谱鉴定：新型生物标志物与病理网络的整合分析

《MEDIATORS OF INFLAMMATION》：Identification of miRNAs Expression Characteristics and Biomarkers in Serum-Derived Exosomes of Wilson’s Disease Patients

本研究首次系统揭示威尔逊病（WD）患者血清外泌体miRNA表达谱特征，鉴定出59个差异表达miRNA（23个上调、34个下调）。通过多组学生物信息学分析（GO/KEGG/Reactome/DO）发现这些miRNA通过调控金属离子结合、Ras/PI3K-Akt/Hippo信号通路、泛素化降解等关键环节，与肝细胞癌、神经精神疾病等并发症密切关联。研究成果为WD的分子分型、早期诊断和靶向治疗提供了新型生物标志物（如miR-141-3p、miR-483-5p）和理论框架。

　　

引言

威尔逊病（Wilson’s disease, WD）作为一种常染色体隐性遗传病，由ATP7B基因突变引起铜代谢障碍，导致铜在肝脏、大脑等器官异常沉积。当前诊断主要依赖血清铜蓝蛋白、24小时尿铜等指标，但在早期诊断、分型及疗效评估方面存在局限。外泌体作为细胞间通讯的关键载体，其携带的microRNA（miRNA）在疾病发生发展中起重要调控作用，但在WD中的研究尚属空白。

材料与方法

研究纳入15例WD患者和15名健康对照，采集血清样本通过超速离心法分离外泌体，经透射电镜、纳米流式细胞术鉴定形态特征和表面标志物（CD9/CD81）。采用高通量RNA测序技术筛选差异表达miRNA（DE-miRNA），并运用GO、KEGG、Reactome、DO数据库进行功能富集分析。通过RT-qPCR对部分DE-miRNA进行验证，利用Cytoscape构建miRNA-靶基因互作网络。

结果

外泌体鉴定显示WD组外泌体形态不规则、浓度显著降低（1.19×10⁹particles/mL vs 5.47×10⁹particles/mL），表面标志物CD9/CD81表达下降。测序共鉴定1364个miRNA，其中59个为DE-miRNA（|log2FC|≥1，p<0.05）。GO分析显示DE-miRNA靶基因显著富集于信号转导（GO:0007165）、金属离子结合（GO:0046872）等生物学过程。KEGG通路分析提示DE-miRNA参与Ras、PI3K-Akt、Hippo等关键信号通路调控。Reactome分析进一步揭示泛素介导的蛋白水解、GPCR信号传导等模块紊乱。DO分析表明DE-miRNA与肝细胞癌、精神分裂症、阿尔茨海默病等疾病显著相关。RT-qPCR验证了hsa-miR-183-5p、hsa-miR-204-5p等6个DE-miRNA的表达趋势（p<0.05）。

讨论

本研究首次绘制了WD血清外泌体miRNA表达图谱，发现miR-141-3p可通过PTEN/AKT通路调控肝星状细胞活化，miR-483-5p能抑制TGF-β诱导的肝纤维化，miR-204-5p通过SIRT1调控肝癌进展。多维度生物信息学分析表明，DE-miRNA通过干扰蛋白稳态、信号转导和基因剪接等核心生物学过程，共同构成WD多系统病理损害的分子基础。值得注意的是，DE-miRNA与肿瘤、神经精神疾病的强关联性为WD并发症防治提供了新视角。

总结

本研究系统阐述了WD血清外泌体miRNA的表达特征及其在多通路调控网络中的重要作用，不仅深化了对WD病理机制的理解，更为开发基于外泌体miRNA的无创诊断标志物和靶向治疗策略奠定了理论基础。