急性髓系白血病患者外周血外泌体中miR-4286表达水平检测及其诊断价值

doi:10.13481/j.1671-587X.20230222

摘要/Abstract

摘要：

目的检测急性髓系白血病（AML）患者外周血中外泌体miR-4286的表达情况，阐明miR-4286在AML诊断中的价值。方法收集45例AML初诊患者（AML组）和35名同期健康体检者（对照组）外周血标本，利用超速离心法提取外周血中外泌体，离心产物分别采用透射电子显微镜（TEM）观察形态，纳米颗粒示踪分析（NTA）法检测粒子直径，Western blotting法检测表面标志物CD63和CD9蛋白的表达情况；采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）法检测2组受试者外泌体中miR-4286表达水平；利用受试者工作特征（ROC）曲线计算曲线下面积（AUC），分析miR-4286诊断AML的灵敏度和特异度。结果 TEM观察，提取的外周血外泌体为外观圆形、中间凹陷的膜状结构，直径为30~100 nm；NTA法，外泌体颗粒直径主要分布在30~150 nm；Western blotting法检测外泌体均表达CD63和CD9蛋白，具备外泌体的典型特征。RT-qPCR法，AML组患者外周血中外泌体miR-4286表达水平明显高于对照组（Z=－5.543，P<0.01）。ROC曲线分析，当外泌体中miR-4286表达水平以3.182为临界值时，AUC为0.862 9（95%CI：0.774 7，0.937 1，P<0.01），灵敏度为66.67%，特异度为97.14%，具有良好的诊断效能。结论外周血外泌体中miR-4286对AML的诊断效能较高，可作为AML的诊断标志物，具有较高的临床诊断价值。

关键词: 急性髓系白血病, 外泌体, 微小RNA-4286, 诊断效能, 生物标志物

Abstract:

Objective To detect the expression of miR-4286 in exosome in peripheral blood of the patients with acute myeloid leukemia（AML）， and to clarify the value of miR-4286 in the diagnosis of AML. Methods The peripheral blood samples from 45 newly diagnosed patients with AML （AML group） and 35 concurrent healthy subjects（control group） were collected.The exosomes from serum of the subjects in two groups were obtained by over speend contrifugation； the morphology of the centrifuged products was observed under transmission electron microscope（TEM）；and the particle diameter was detected by nanoparticle tracink analysis（NTA）； the expressions of surface markers CD63 and CD9 proteins were analyzed by Western blotting method；the expression levels of miR-4286 in exosome of the subjects in two groups were detected by real-time fluorescence quantitative PCR（RT-qPCR） method；the receiver operating characteristic （ROC） curve was used to calculate the area under curve （AUC）； the sensitivity and specificity of miR-4286 in the diagnosis of AML were analyzed. Results The TEM results showed that the extracted exosomes in peripheral blood showed a membrane structure with roundness in apperance and concave in the middle， and the diameter was about 30－100 nm；the NTA results showed that the particle sizes of exosomes were mainly distributed at 30－150 nm；the Western blotting results showed that the exosomes all expressed CD63 and CD9 proteins，with the typical characteristics of the exosomes.The RT-qPCR results showed that the expression level of exosome miR-4286 in peripheral blood of the patients in AML group was significantly higher than that in control group（Z=－5.543，P<0.01）. The ROC curve analysis showed that when the critical value of expression level of miR-4286 in exosome was 3.182， the AUC was 0.862 9（95%CI：0.774 7，0.937 1， P<0.01）， the sensitivity was 66.67%，the specificity was 97.14%，and the diagnostic efficacy was good. Conclusion The miR-4286 in exosome in peripheral blood has high diagnostic efficiency for AML；it can be used as a diagnostic marker for AML， and has high clinical diagnostic value.

Key words: Acute myeloid leukemia, Exosome, microRNA-4286, Diagnostic efficacy, Biomarker

中图分类号:

R446.11

全海薇,张亚丽,王涵,艾一玖,邹雨彤,夏薇. 急性髓系白血病患者外周血外泌体中miR-4286表达水平检测及其诊断价值[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(2): 460-466.

Haiwei QUAN,Yali ZHANG,Han WANG,Yijiu AI,Yutong ZOU,Wei XIA. Detection of expression level of miR-4286 in exosome in peripheral blood of patients with acute myeloid leukemia and its diagnostic value[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2023, 49(2): 460-466.

图/表 5

参考文献 34

1	BLOOMFIELD C D， ESTEY E， PLEYER L， et al. Time to repeal and replace response criteria for acute myeloid leukemia？［J］. Blood Rev， 2018，32（5）： 416-425.
2	KOWAL J， TKACH M， THÉRY C. Biogenesis and secretion of exosomes［J］. Curr Opin Cell Biol， 2014，29： 116-125.
3	HENDERSON M C， AZORSA D O. The genomic and proteomic content of cancer cell-derived exosomes［J］. Front Oncol， 2012，2： 38.
4	BENITES B D， SILVA SANTOS DUARTE A D A， LONGHINI A L F， et al. Exosomes in the serum of acute myeloid leukemia patients induce dendritic cell tolerance： Implications for immunotherapy［J］. Vaccine， 2019，37（11）： 1377-1383.
5	BOYIADZIS M， WHITESIDE T L. Exosomes in acute myeloid leukemia inhibit hematopoiesis［J］. Curr Opin Hematol， 2018，25（4）： 279-284.
6	XU Y C， LIN Y S， ZHANG L， et al. microRNAs of bone marrow mesenchymal stem cell-derived exosomes regulate acute myeloid leukemia cell proliferation and apoptosis［J］. Chin Med J （Engl）， 2020，133（23）： 2829-2839.
7	BARRERA-RAMIREZ J， LAVOIE J R， MAGANTI H B， et al. Micro-RNA profiling of exosomes from marrow-derived mesenchymal stromal cells in patients with acute myeloid leukemia： implications in leukemogenesis［J］. Stem Cell Rev Rep， 2017，13（6）： 817-825.
8	王卓然，朱冰，余丽梅，等. 干细胞衍生的外泌体在肝脏疾病治疗中的作用［J］.临床肝胆病杂志，2023，39（3）：699-706.
9	ZHANG L， KHADKA B， WU J Y， et al. Bone marrow mesenchymal stem cells-derived exosomal miR-425-5p inhibits acute myeloid leukemia cell proliferation， apoptosis， invasion and migration by targeting WTAP［J］. Onco Targets Ther， 2021，14： 4901-4914.
10	JIANG D F， WU X， SUN X Y， et al. Bone mesenchymal stem cell-derived exosomal microRNA-7-5p inhibits progression of acute myeloid leukemia by targeting OSBPL11［J］.J Nanobiotechnol，2022，20（1）：29.
11	CHENG H， DING J， TANG G S， et al. Human mesenchymal stem cells derived exosomes inhibit the growth of acute myeloid leukemia cells via regulating miR-23b-5p/TRIM14 pathway［J］. Mol Med， 2021，27（1）： 128.
12	ZHAO C， ZHAO Y， ZHAO J Q， et al. Acute myeloid leukemia cell-derived extracellular vesicles carrying microRNA-548ac regulate hematopoietic function via the TRIM28/STAT3 pathway［J］. Cancer Gene Ther， 2022， 29（7）： 918-929.
13	JIANG L J， DENG T R， WANG D， et al. Elevated serum exosomal miR-125b level as a potential marker for poor prognosis in intermediate-risk acute myeloid leukemia［J］. Acta Haematol， 2018，140（3）： 183-192.
14	LIN X， LING Q， LV Y F， et al. Plasma exosome-derived microRNA-532 as a novel predictor for acute myeloid leukemia［J］. Cancer Biomark， 2020，28（2）： 151-158.
15	FANG Z G， WANG X Z， WU J Y， et al. High serum extracellular vesicle miR-10b expression predicts poor prognosis in patients with acute myeloid leukemia［J］. Cancer Biomark， 2020，27（1）： 1-9.
16	HORNICK N I， HUAN J Y， DORON B， et al. Serum exosome microRNA as a minimally-invasive early biomarker of AML［J］. Sci Rep， 2015，5： 11295.
17	HORIGUCHI H， KOBUNE M， KIKUCHI S， et al. Extracellular vesicle miR-7977 is involved in hematopoietic dysfunction of mesenchymal stromal cells via poly（rC） binding protein 1 reduction in myeloid neoplasms［J］. Haematologica， 2016，101（4）： 437-447.
18	ARBER D A， ORAZI A， HASSERJIAN R， et al. The 2016 revision to the World Health Organization classification of myeloid neoplasms and acute leukemia［J］. Blood， 2016，127（20）： 2391-2405.
19	MARQUÉS-GARCÍA F， ISIDORO-GARCÍA M. Protocols for exosome isolation and RNA profiling［J］. Methods Mol Biol， 2016，1434： 153-167.
20	DÖHNER H， WEISDORF D J， BLOOMFIELD C D. Acute myeloid leukemia［J］. N Engl J Med， 2015，373（12）： 1136-1152.
21	HANDSCHUH L. Not only mutations matter： molecular picture of acute myeloid leukemia emerging from transcriptome studies［J］. J Oncol， 2019，2019： 7239206.
22	DÖHNER H， ESTEY E， GRIMWADE D， et al. Diagnosis and management of AML in adults： 2017 ELN recommendations from an international expert panel［J］. Blood， 2017，129（4）： 424-447.
23	SASAKI R， KANDA T， YOKOSUKA O， et al. Exosomes and hepatocellular carcinoma： from bench to bedside［J］. Int J Mol Sci， 2019，20（6）：1406.
24	KOK V C， YU C C. Cancer-derived exosomes： their role in cancer biology and biomarker development［J］. Int J Nanomed， 2020，15： 8019-8036.
25	ZHAI L Y， LI M X， PAN W L， et al. In situ detection of plasma exosomal microRNA-1246 for breast cancer diagnostics by a Au nanoflare probe［J］. ACS Appl Mater Interfaces， 2018，10（46）： 39478-39486.
26	STEVIC I， MÜLLER V， WEBER K， et al. Specific microRNA signatures in exosomes of triple-negative and HER2-positive breast cancer patients undergoing neoadjuvant therapy within the GeparSixto trial［J］. BMC Med， 2018，16（1）： 179.
27	HONG C S， DANET-DESNOYERS G， SHAN X C， et al. Human acute myeloid leukemia blast-derived exosomes in patient-derived xenograft mice mediate immune suppression［J］. Exp Hematol， 2019，76： 60-66.
28	CHEN T T， ZHANG G Z， KONG L Z， et al. Leukemia-derived exosomes induced IL-8 production in bone marrow stromal cells to protect the leukemia cells against chemotherapy［J］. Life Sci， 2019，221： 187-195.
29	WANG B， WANG X T， HOU D Y， et al. Exosomes derived from acute myeloid leukemia cells promote chemoresistance by enhancing glycolysis-mediated vascular remodeling［J］. J Cell Physiol， 2019，234（7）： 10602-10614.
30	ZHANG M， TIAN H， LI R R， et al. microRNA-4286 promotes esophageal carcinoma development by targeting INPP4A to evoke the JAK2/STAT3 pathway activation［J］. Pharmazie， 2018，73（6）： 342-348.
31	LING C H， WANG X T， ZHU J J， et al. microRNA-4286 promotes cell proliferation， migration， and invasion via PTEN regulation of the PI3K/Akt pathway in non-small cell lung cancer［J］. Cancer Med， 2019，8（7）： 3520-3531.
32	HE Z， XUE H， LIU P， et al. miR-4286/TGF-β1/Smad3-negative feedback loop ameliorated vascular endothelial cell damage by attenuating apoptosis and inflammatory response［J］. J Cardiovasc Pharmacol， 2020，75（5）： 446-454.
33	TSAI C C， CHEN T Y， TSAI K J， et al. NF-κB/miR-18a-3p and miR-4286/BZRAP1 axis may mediate carcinogenesis in Helicobacter pylori-associated gastric cancer［J］. Biomed Pharmacother， 2020，132： 110869.
34	HO K H， CHEN P H， SHIH C M， et al. miR-4286 is involved in connections between IGF-1 and TGF-β signaling for the mesenchymal transition and invasion by glioblastomas［J］. Cell Mol Neurobiol， 2022， 42（3）： 791-806.

[1]	王涵,张亚丽,全海薇,母润红,邹雨彤,夏薇. 急性髓系白血病患者血清外泌体中miR-92a-3p的表达及其意义[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(2): 467-472.
[2]	汪文涛,米旭光,周阳,蒲文星,高佳旭,景猛,孟繁凯. 骨髓间充质干细胞来源外泌体诱导自噬对MPP⁺抑制SH-SY5Y细胞存活的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 606-614.
[3]	李晓辉, 瞿紫微, 卢昕, 孟庆彬, 陈华涛, 任骏, 谭成沛. 骨髓间充质干细胞来源性外泌体携带miR-196b-5p对结肠癌细胞生物学特性的调控作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(3): 660-668.
[4]	潘玉卿, 孙运艳, 李轶勋, 王丽英, 斯南卓玛, 陈睿, 张曦, 杜艳. 基于高通量芯片对急性髓系白血病竞争内源性RNA网络的构建和分析[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(3): 669-676.
[5]	杨晶, 徐铭枝, 张东伟, 董亚楠, 王伊, 宋海峰. 规模化制备高纯度牛奶外泌体工艺方法的建立及其分子与细胞生物学活性鉴定[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(3): 777-787.
[6]	张曦, 翟丽, 孙运艳, 杨伟, 高艳章, 雷鸣, 潘玉卿. 基于高通量芯片对小儿急性髓系白血病的生物信息学分析[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(05): 1036-1042.
[7]	刘晶, 王景, 葛静, 冯艳萍, 房桂英, 王旭, 杨艳红, 李林. 宫颈癌HeLa细胞外泌体对细胞迁移和侵袭的影响及其Wnt/β-catenin信号通路机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(04): 798-803.
[8]	王景, 葛静, 王旭, 房桂英, 代丽丽, 刘晶. 盐酸小檗碱对宫颈癌HeLa细胞外泌体的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(04): 779-785.
[9]	苏龙, 张云蔚, 王卓, 宋飞, 秦田雪, 高素君. 紫草素对人白血病MV4-11细胞的增殖抑制和促凋亡作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(01): 96-101.
[10]	李刚, 王建生, 秦思达, 孙欣, 任宏, 张靖, 李保成. 循环肿瘤细胞和外泌体miR-21检测在肺磨玻璃样病变诊断中的应用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(03): 587-594.
[11]	王璐, 孟琳, 刘树威, 张恺, 孟许亚, 王梓霖, 孙宏晨. 外泌体的产生及其生物学作用的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2018, 44(05): 1109-1114.
[12]	田大川, 李海乐, 肖大伟, 周山健, 苏永蔚, 刘丹平, 綦惠. 联合应用软骨再生支架与突变型HIF-1α修饰BMSCs分泌的外泌体对晚期软骨缺损修复的促进作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2018, 44(02): 216-222.
[13]	牛猛, 邓大勇, 李云鹏飞, 刘硕, 丁军. 磁共振弹性成像对肝纤维化分级诊断价值的Meta分析[J]. 吉林大学学报(医学版), 2017, 43(04): 787-793.
[14]	徐兵, 李海乐, 刘丹平, 张凤蔚. 骨髓源内皮祖细胞分泌的外泌体对大鼠创伤性皮肤缺损修复的促进作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2017, 43(04): 672-678.
[15]	李倩, 李劲高, 周茂华, 廖鹏军, 彭琪, 陈景, 陈少贤, 魏姗姗, 黄晖婷, 佘妙容. 白血病细胞CD56抗原表达与急性髓系白血病患者预后的关系[J]. 吉林大学学报(医学版), 2016, 42(02): 283-289.