Allergy（IF: 12.4）| 肥胖相关的低2型哮喘特异性细胞外囊泡miRNA的鉴定

哮喘是下呼吸道的一种慢性炎症，根据主要的潜在免疫机制，主要分为2型哮喘和非/低2型哮喘两种亚型。血浆细胞外囊泡(EVs)是健康和疾病状态分子信息的重要来源，EVs携带的内容物可以预测疾病表型背后的特定病理机制。近期，一篇“Identification of extracellular vesicle microRNA signatures specifically linked to inflammatory and metabolic mechanisms in obesity-associated low type-2 asthma”的研究文章，在线发表在国际知名过敏及免疫学领域学术期刊Allergy（IF: 12.4）杂志上。研究人员通过进行EVs miRNA特征分析，确定了两个miRNA集：miR-17-92和miR-106a-363，它们与肥胖相关的低2型哮喘表型的炎症和代谢机制相关，该研究对低2型哮喘的潜在分子机制有了新的认识。

研究结果

1、EVs miRNA含量可区分肥胖/非肥胖低2型哮喘和健康受试者

选择肥胖低2型哮喘(OA，N=10)、非肥胖低2型哮喘(NOA，N=10)患者和健康受试者（Ctrl，N=10），分离血浆EVs并进行鉴定后开展miRNA测序分析。PCA和聚类分析结果显示三个组之间存在明显分离，哮喘组和对照组之间存在显著差异。

图1 血浆EVSs miRNA分析

2、炎症和代谢机制与肥胖低2型哮喘特异性EVs miRNA相关

OA组和NOA组与Ctrl组相比，分别有706个和636个差异表达miRNA，OA与NOA相比，存在679个独特miRNA，表明这两种哮喘表型之间存在显著的分子差异。为了阐明EVs  miRNA与肥胖相关的低2型哮喘发展之间可能的分子机制，研究人员进行生物学途径和功能分析，发现在OA组中，细胞因子相关通路（如IL- 2、IL- 4等）、TGF-β信号通路、促炎细胞因子(IL- 6和IL- 1)等相关通路受影响显著，差异EVs miRNA相关的下游生物学功能包括细胞功能、衰老、造血、Akt通路调控和一些与肥胖相关的途径（如胰岛素、瘦素信号传导途径等）等。

图2  差异miRNA生物学途径与功能分析

3、miR-17-92和miR-106a- 363基因集与肥胖相关低2型哮喘表型相关性分析

接下来，研究人员把功能和通路分析相同的差异miRNA纳入TAM 2.0数据库进行了miRNA集群分析，发现OA组有两个显著改变的miRNA集：miR-17- 92和miR-106a-363。根据miRNA的靶基因建立共表达基因网络，其中miR-17– 92集连接的基因与TGF-β信号传导、脂质和脂蛋白代谢途径等多种相关生物学途径相关，miR-106a-363集连接的基因与IL-2信号通路等相关。进一步，评估miRNA集与临床的关联性，Pearson相关系数分析发现两个miRNA集与BMI以及炎症标志物之间存在正相关，与肺功能参数呈负相关，提示EVs miRNA集与独特哮喘表型的炎症和临床状态有关。此外，ROC曲线分析显示miR-17-92和miR-106a–363集不仅可以将OA与健康对照组区分开来，还有区分两种哮喘表型的能力。

图3  肥胖相关的低2型哮喘显著富集的EVS miRNA集分析

4、OA患者血液EVs miRNA和血液CD4+T细胞中均富集干扰素(IFN)信号通路

之前一项基于相同研究人群的转录组研究发现OA组中IFN信号通路在CD4+T细胞中特异性上调。研究人员对两项研究的显著富集的生物途径进行UMAP分析，发现血浆EVs miRNA和CD4+T细胞转录组特征中有一些相似的生物学途径，如IFN信号传导和病毒感染，证实液体活检和血浆EVs miRNA谱在识别哮喘表型特定分子的作用，而这些特征在预先选择的循环细胞类型中难以检测到。

图4  EVs miRNA和血液CD4+T细胞生物途径分析

总结与讨论

在这项研究里，研究人员选取肥胖相关的低2型哮喘（OA）和非肥胖相关的低2型哮喘（NOA）患者和健康对照人群，分离血浆EVs并进行小RNA测序和生物信息学分析，发现三个研究组的EVs miRNA谱有明显区分。进一步对差异miRNA靶基因进行生信分析，发现炎症因子和代谢因子信号通路与OA特异性相关。miR-17-92和miR-106a-363在OA中显著富集，这些miRNA集不仅与临床指标和肺功能参数有相关性，还可以用于疾病的诊断区分。最后，研究人员还证实血浆EVs miRNA特征反映了血液来源的CD4+T细胞转录组数据。

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相关文献

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