ショック期に重度の熱傷を負ったラットの血清細胞外小胞におけるmicroRNAの発現の変化

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Curr. Mol. Med..2020 Jul;CMM-EPUB-108105. doi: 10.2174/1566524020666200712181644.Epub 2020-07-12.

ショック期に重度の熱傷を負ったラットの血清細胞外小胞におけるmicroRNAの発現の変化

Altered Expression of microRNAs in Serum Extracellular Vesicles in Rats with Severe Burns during Shock Stage.

Mengru Dong
Yanbin Gao
Minxiong Li
Lei Yang

PMID: 32652907 DOI: 10.2174/1566524020666200712181644.

抄録

背景:

重症熱傷のショック期は、予後を決定する重要な因子であり、全身性炎症反応症候群や多臓器不全の誘発につながる。miRNAを豊富に含む細胞外小胞（EV）は、様々な生物学的プロセスに関与していることが知られています。本研究では、重症熱傷におけるmiRNAの交替に関する研究が不足していることから、ショック期の重症熱傷におけるEVのmiRNAプロファイルを解析した。

BACKGROUND: The shock stage of severe burns is a critical determinant of prognosis and the induction of systemic inflammatory response syndrome and multiple organ failure. Extracellular vesicles (EVs) containing abundant miRNAs are known to participate in various biological processes. Due to lack of researches in alternations of miRNAs in severe burns, our study analyzed the miRNA profiles of EVs in severe burns during shock stage.

方法:

重度の熱傷を負ったラットの血清からEVを抽出し（総体表面積30％、III°）、血清EV中のmiRNAの発現を次世代シークエンシングにより決定した。有意に異なる発現を示したmiRNAの標的遺伝子の機能解析(DE)は、GO Ontology(GO)とKyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)を用いて行った。

METHODS: EVs were extracted from serum of rats with severe burns (30% of total body surface area, III°), and the expression of miRNAs in serum EVs was determined by next generation sequencing. Functional analysis of target genes of miRNAs that were significantly differentially expressed (DE) was performed using GO Ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG).

結果:

重症熱傷ショック初期には34個のDE miRNAが、重症熱傷ショック後期には63個のDE miRNAが同定された。また、miRNA-339-5p、miRNA-1、miRNA-382-5p、miRNA134-5p、miRNA-133a-5p、miRNA-365a5pは、P < 0.01および｜log2 (foldchange)|≧1の基準に基づいて、ショック期の全段階でDEされていた。GOおよびKEGG解析の結果、DE miRNAの標的遺伝子は、主に代謝過程、免疫系過程、シグナル経路に富むことが明らかになった。

RESULTS: Thirty-four DE miRNAs were identified at the early stage of severe burn shock and 63 at the late stage of severe burn shock. In addition, miRNA-339-5p, miRNA-1, miRNA-382-5p, miRNA134-5p, miRNA-133a-5p, and miRNA-365a5p were DE throughout the entire shock stage, based on P < 0.01 and |log2 (foldchange)| ≥ 1 criteria. GO and KEGG analysis revealed that the target genes of DE miRNAs mainly enriched metabolic process, immune system processes, and signal pathways.

結論:

我々の知る限りでは、ショック期に重度の熱傷を負った血清から分離されたEVのmiRNA発現プロファイルを実証した最初の研究である。ダウンレギュレーションとアップレギュレーションに有意な差がある。このことから、miRNAは重症熱傷の合併症に対する新たなバイオマーカーとしての可能性を秘めている。

CONCLUSION: To our best knowledge, this is the first study demonstrating the miRNA expression profiles of EVs isolated from serum with severe burns during shock stage. There are significant differences in downregulation and upregulation. Thus, miRNAs have potential for novel biomarkers for the complication of severe burns.