《International Dental Journal》：Serum and Salivary microRNA Biomarkers Reveal Oxidative Stress Dysregulation in Coronary Artery Disease
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本研究针对冠状动脉疾病(CAD)氧化应激机制不清的问题，通过分析心外膜脂肪组织(ECAT)转录组数据，发现CD44、RUNX3和KLRD1关键氧化应激生物标志物受miR-127-3p调控。该miRNA在CAD患者ECAT、血浆和唾液中一致性下调，为无创诊断提供新靶点，对CAD早期防控具有重要意义。
在全球范围内，冠状动脉疾病（CAD）始终是导致死亡的主要原因，预计到2030年，年死亡人数将攀升至2340万。这种疾病的发生发展与多种因素密切相关，其中，心外膜脂肪组织（ECAT）的作用近年来备受关注。ECAT是紧贴于心肌和冠状动脉周围的一种特殊脂肪组织，它没有筋膜屏障与心肌相隔，共享着相同的微循环系统。这种独特的解剖位置使得ECAT能够通过分泌多种生物活性物质，以旁分泌或血管分泌的方式直接影响心肌和冠状动脉壁的功能，从而在CAD的发病和进展中扮演着关键角色。
在ECAT影响CAD的众多机制中，氧化应激是一个核心环节。氧化应激是指体内活性氧（ROS）的产生与清除失衡，导致过量的ROS对细胞结构造成损伤。而非编码RNA（ncRNA），包括微RNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）等，被证实是氧化应激等重要病理过程的关键调控者。它们通过复杂的网络调节基因表达，其本身也存在于血液循环和唾液中，因此有潜力成为便捷、无创的疾病生物标志物。然而，在CAD，特别是ECAT相关的氧化应激过程中，哪些关键的基因、miRNA和lncRNA构成了核心的调控轴，并且这些变化能否在易于获取的体液（如血浆和唾液）中检测到，从而为临床诊断提供新思路，仍是需要深入探索的科学问题。
为了回答这些问题，由Anandhi Sekar Arthisri、Vishnu Priya Veeraraghavan等研究人员组成团队在《International Dental Journal》上发表了一项研究。他们通过整合生物信息学分析和临床样本验证，旨在系统性地揭示ECAT在CAD中氧化应激失调的分子网络，并寻找具有临床转化潜力的无创生物标志物。
研究人员主要运用了几项关键技术：从GeneCards数据库和GEO公共数据库（数据集GSE64554和GSE64563）获取氧化应激相关基因及ECAT的基因/miRNA表达谱；利用生物信息学工具（如STRING、Cytoscape及其插件MCODE、CytoHubba）进行蛋白互作网络（PPI）构建、模块聚类和关键基因（Hub基因）筛选；通过miRWalk和DIANA-LncBase数据库预测miRNA的靶基因以及调控miRNA的lncRNA；最后，收集30例CAD患者和30例健康对照者的血浆和唾液样本，通过实时定量PCR（qRT-PCR）技术对筛选出的关键miRNA进行表达验证。
研究结果
检索氧化应激基因
从GeneCards数据库共检索到9301个与“氧化应激”相关的蛋白编码基因，构成初始基因集合（SET-A）。
发现CAD中的差异表达基因/miRNA
对ECAT特异性表达数据集的分析发现，在GSE64554数据集中，有840个基因上调，1817个基因下调。在GSE64563 miRNA表达数据集中，则发现36个miRNA上调，82个miRNA下调。研究重点关注上调基因和下调miRNA，因为miRNA的表达降低可能导致其靶基因的表达升高。
ECAT特异性CAD中氧化应激基因的网络分析
将氧化应激基因（SET-A）与ECAT中上调基因（SET-B）取交集，获得407个重叠基因（SET-C），提示这些基因可能参与了ECAT相关的CAD氧化应激过程。对这些基因进行蛋白互作网络分析和聚类，识别出三个得分最高的模块，共包含70个基因（SET-D）。功能富集分析显示，这些基因显著富集于应激反应、核酸结合、细胞粘着斑以及T细胞受体信号通路等过程中。
预测下调miRNA的靶基因
对82个下调miRNA进行靶基因预测，并将预测结果与SET-D基因集进行映射，找到了51个重叠基因。对这51个基因进行二次网络分析，利用瓶颈算法筛选出三个最关键的核心基因（Hub基因）：CD44、RUNX3和KLRD1。进一步分析发现，这三个基因受到多个下调miRNA的调控，其中miR-127-3p能同时靶向这三个基因，且其自身受到最多的lncRNA（112个）调控。
验证miRNA在血浆和唾液中的表达
通过分析公共数据库中的唾液（GSE176077）和血浆（GSE229528）ncRNA数据集，确认hsa-miR-582-3p、hsa-miR-127-3p和hsa-miR-326在两种体液中均有表达。研究人员选择与核心基因关联最密切且lncRNA调控网络最复杂的hsa-miR-127-3p进行实验验证。
唾液和血浆临床样本中miR-127-3p的表达
qRT-PCR检测结果显示，与健康对照组相比，CAD患者唾液和血浆中的hsa-miR-127-3p表达水平均显著降低，具有统计学意义。
结论与讨论
本研究通过整合生物信息学与临床验证，系统描绘了ECAT在CAD氧化应激中的关键分子图谱。研究发现，CD44、RUNX3和KLRD1是ECAT特异性CAD中重要的氧化应激相关Hub基因。这些基因的上调可能源于其负调控因子miR-127-3p的表达下调。更为重要的是，miR-127-3p的下调趋势不仅在病变的ECAT组织中被发现，也一致性地体现在CAD患者的血浆和唾液中。
CD44是一种参与细胞粘附和迁移的表面糖蛋白，可能与动脉粥样硬化斑块中的炎症-纤维化平衡有关。RUNX3是一个转录因子，与炎症和内皮功能障碍等相关。KLRD1则被认为是心肌梗死和稳定性CAD中斑块进展的潜在生物标志物。而miR-127-3p此前已被报道具有抑制心肌细胞炎症、凋亡和功能障碍的作用，其表达下调可能削弱了对CAD进展的保护作用，从而导致CD44等靶基因的上调。
该研究的创新性在于首次将miR-127-3p定位为CAD中一个与氧化应激密切相关、且在ECAT-血浆-唾液中表达一致的调控分子，提示其可能作为竞争性内源RNA（ceRNA）网络中的关键节点发挥作用。miR-127-3p在易于获取的唾液和血浆中均显示出显著变化，这为其成为无创、便捷的CAD辅助诊断生物标志物提供了强有力的证据，尤其对于早期发现和监测氧化应激介导的血管功能障碍具有潜在价值。
当然，本研究也存在一些局限性，例如样本量相对较小，仅验证了一个miRNA，未能对Hub基因进行蛋白水平验证，并且是横断面研究，尚未评估其诊断效能。未来的研究需要在更大规模的队列中进行验证，并深入探索miR-127-3p及其调控网络在CAD中的具体分子机制。总之，这项研究为理解CAD的氧化应激机制提供了新的见解，并为开发基于唾液或血液的无创诊断策略奠定了重要基础。
