Antaŭa psikiatrio. 2018; 9: 81.
Eldonita en linio 2018 Mar 12. doi: 10.3389 / fpsyt.2018.00081
PMCID: PMC5858605
PMID: 29593587
Minho Legas,1,† Hyeyoung Cho,2,3,† Seung Hyun Jung,2,4 Seon-Hee Jumo,2 Sung-Min Cho,2,3 Ji-Won Chun,5 Soo-Hyun Paik,5 Parko de Yae Eun,6,7 Dong Huey-Cheono,7,8 Ji Eun Lee,7 Jung-Seok Choi,9 Dai-Jin Kim,5,* kaj Yeun-Jun Chung1,2,3,*
abstrakta
fono
Adictiva uzo de interreto kaj interretaj ludoj estas ebla psikiatra malordo nomata Interreta videoludado (IGD). Ŝanĝitaj microRNA (miRNA) esprimaj profiloj estis raportitaj en sango kaj cerba histo de pacientoj kun iuj psikiatraj malordoj kaj sugestis kiel biomarkers. Tamen, ne estis raportoj pri sango miRNA-profiloj en IGD.
metodoj
Por malkovri IGD-asociitajn miRNAs, ni analizis la miRNA-esprimajn profilojn de 51-specimenoj (25 IGD kaj 26-kontroloj) uzante la TaqMan Low Density miRNA-Array. Por validigo, ni prezentis kvantan reverkan transskribon PCR kun 36 sendependaj specimenoj (20 IGD kaj 16-kontroloj).
rezultoj
Tra malkovro kaj sendependa validigo, ni identigis tri miRNAs (hsa-miR-200c-3p, hsa-miR-26b-5p, hsa-miR-652-3p), kiuj estis grave malregulitaj en la grupo IGD. Individuoj kun ĉiuj tri miRNA-ŝanĝoj havis multe pli altan riskon de IGD ol tiuj, kiuj ne havis ŝanĝiĝon (OR) 22, 95% CI 2.29-211.11], kaj la ORs pliigis dozon dependente kun la numero de miRNAs ŝanĝitaj. La antaŭviditaj objektivaj genoj de la tri miRNAoj estis asociitaj kun neŭraj vojoj. Ni esploris la proteinon-esprimon de la tri subakvaj celaj genoj de okcidenta blotigo kaj konfirmis, ke esprimo de GABRB2 kaj DPYSL2 estis signife pli alta en la IGD-grupo.
konkludo
Ni observis, ke esprimoj de hsa-miR-200c-3p, hsa-miR-26b-5p, kaj hsa-miR-652-3p estis malregulataj en la pacientoj de IGD. Niaj rezultoj helpos kompreni la fizofiologion de IGD.
Enkonduko
La adictiva uzo de interreto kaj interretaj ludoj ne nur estas socia fenomeno en landoj kun ampleksa interreta interreta infrastrukturo, sed ebla psikiatra malordo nomis interreton de interreta ludado (IGD) (1-3). Laŭ epidemiologiaj raportoj, ofteco-taksoj de IGD en adoleskantoj varias inter landoj, kiuj iras de 0.8 ĝis 26.7% (4). Aparte, la studoj montras taksojn de prevalencia super 10% en adoleskantoj en multaj aziaj landoj kiel Sud-Koreio, Ĉinio, Tajvano, Hongkongo kaj Singapuro (4). IGD estas asociita kun difekto en scio, socia rilato kaj ĉiutaga vivo; ekzemple, malkreskanta akademian aŭ okupacion (4-7). IGD nun estas inkluzivita en Sekcio III (Kondiĉoj por Pliaj Studoj) de la kvina revizio de la Diagnostika kaj Statistika Manlibro de Mentraj Malordoj (DSM-V) (8). Tamen, malgraŭ sia klinika-socia graveco, malmulte oni scias pri la molekula genetika mekanismo malantaŭ IGD.
Freŝaj grandskalaj manumbutonoj sugestis genetikan fonon al IGD (9, 10). Vink et al. enketis individuajn diferencojn en komprenebla interreta uzo kun 5,247-monozigotaj kaj dizigotaj adoleskaj manumbutonoj en Nederlando-Ĝemela Registro kaj raportis ke 48% de la diferencoj estis klarigitaj de genetikaj faktoroj (9). Li et al. observis 825-parojn da ĉinaj adoleskaj manumbutonoj kaj raportis, ke genetikaj faktoroj klarigis 58-66% de la diferencoj (10). Sekve, polimorfismoj de la genoj implikitaj en neurotransmisión, scio kaj atento kiel ekzemple dopamina-ricevilo D2-geno (DRD2), catekolamine-O-metyltransferase-geno (COMT), serotonina-transporta geno (5HTTLPR), kaj _colinergic_ receptoro nicotina alfa 4-geno (CHRNA4) estis raportitaj esti signife asociitaj al interreta toksomanio (11-13). Ĵus, Kim et al. redaktitajn variantojn de pli ol 100-kandidatojn generitaj rilate al produktado, ago kaj metabolo de neurotransmisiloj per sekvonta generacio sekvenca analizo kaj raportis ke rs2229910 de NTRK3 geno estas asociita kun IGD (14).
Krom la genetikaj faktoroj, ĝi estas ankaŭ bone sciita ke neurobehaviaj fenotipoj estas epigenetike kontrolitaj per ne-kodantaj RNAoj inkluzive de microRNAs (miRNAs) (15, 16). La miRNA estas malgrandaj molekuloj de ARN ne-koditaj sen-koditaj (proksimume 20-23-nukototidoj longaj), kiuj negative reguligas esprimon de proteinoj-kodaj genoj de degradantaj mRNAoj kaj ludas kritikan rolon en la fisio-malsana procezo de diversaj malsanoj (17). Linioj de evidenteco pruvis, ke miRNAoj estas abundaj en la homa centra nervoza sistemo (CNS) kaj agas por fiksi la esprimajn nivelojn de siaj celaj genoj, kiuj estas okupitaj en la disvolviĝo kaj maturado de la sistemo CNS (15). Efektive, freŝaj studoj malkaŝis, ke miRNA-esprimaj profiloj ŝanĝiĝas en cerba histo de pacientoj kun psikiatraj malordoj, sugestante, ke iliaj esprimaj profiloj povus esti biomarkantoj por psikiatraj malordoj (15, 16, 18). Ekzemple, per postmortema analizo, Lopez et al. raportis ke esprimo de miR-1202, kiu reguligas la esprimon de metabotropika glutamato-ricevilo-4-geno kaj antaŭdiras la respondon al antidepresivo, estis malregulita en prefrontalaj kornaj ŝtofoj de gravaj depresiaj malordoj pacientoj (19). En terminoj de biomarkerkribado, ĉi tiu aliro havas klaran limigon ĉar efektivigi biopsion de CNS-ŝtofo por ekrano estas neebla. Pro tio ke miRNAs povas esti detektitaj en sango (plasmo aŭ serumo), cirkulante miRNAs havas definitivan avantaĝon kiel ne-invasivaj biomarkers en neuropsiquiatric disorders. Tamen, ĝis nun, ne estis studoj pri cirkulado de miRNA-profiloj en IGD. Pli bona kompreno pri cirkulaj esprimaj profiloj de miRNA povus helpi klarigi la mekanismon de IGD-disvolviĝo kaj faciligi klinikan tradukadon.
En ĉi tiu studo, ni celis identigi IGD-asociitajn miRNA-markilojn per observado de diferencaj esprimitaj plasmaj miRNA inter la IGD kaj kontrolo-grupoj kaj esploris iliajn biologiajn implikaĵojn.
Materialoj kaj metodoj
Studi Aferojn
Ni enketis 3,166-adoleskantojn (en 12-18-jaraĝaj jaroj) uzante DSM-V-IGD-poentadon. Inter ili, 251 (168-viroj kaj 83-inoj) estis diagnozitaj kiel IGD laŭ la kriterioj de DSM-V (8). Totalo de 91-individuoj (49 IGDs kaj 42-kontroloj) provizis la informitan konsenton por ĉi tiu studo. Inter ili, kvar individuoj estis ekskluditaj laŭ la kriterioj de forigo. Fine, 87-individuoj (45 IGD-subjektoj kaj 42-sanaj kontrolo-individuoj) estis enskribitaj por ĉi tiu studo. Inter ili, 51-partoprenantoj (25 IGD-pacientoj kaj 26-kontroloj) estis varbitaj kiel la eltrova aro de 2014 al 2016. La aliaj 36-partoprenantoj (20 IGD-pacientoj kaj 16-kontroloj) estis varbitaj kiel la sendependa validiga aro de 2016. Ĉiuj partoprenantoj estis koreaj individuoj, enskribitaj de la Hospitalo de Seoul St. Mary (Seulo, Sud-Koreio) kaj Seŭlo-Nacia Universitato de Boramae Hospitalo (Seulo, Sud-Koreio). Ĉiuj partoprenantoj spertis strukturitan intervjuon de psikiatro bazita sur la Korea Kiddie-horaro por Afektaj Malordoj kaj Skizofrenio (K-SADS-PL) (20). Ĉiuj partoprenantoj kompletigis la Blokajn Desegnojn kaj Vortotrezorojn de la korea-Wechsler Intelligence Scale for Children (X-XX-eldono (K-WISC-IV)21). Impulsiveco estis taksita de Barratt Impulsiveness Scale (BIS) (22). Taksaraj sistemoj de inhibo (BInS) kaj kondutoj pri kondutoj (BAS) estis mezuritaj por taksi personecon (23). Elsenditaj kriterioj inkluzivis pasintajn aŭ nunajn gravajn medicinajn malordojn (ekz. Diabetes mellitus), neurologian malordon (ekz., Akcidentaj malordoj, kapovundigo), psikiatraj malordoj (ekz. Plej granda depresiva malordo, angoro-malordoj), mensa malfruo aŭ iu ajn substanca misuzo (ekz. , tabako, kanabo, alkoholo). La ĝeneralaj trajtoj de la studaj aferoj estas resumitaj en Tablo Table1.1. Ĉi tiu studo estis aprobita de la Institucia Revizia Estraro de la Katolika Universitato Kuraca Kolegio de Koreio (MC16SISI0120). Ĉiuj partoprenantoj kaj iliaj gepatroj donis skribitan konsenton.
tablo 1
Ĝeneralaj trajtoj de la studaj aferoj.
| malkovro | Validigo | Kombinita | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kontrolo | IGD | P-valoro | kontrolo | IGD | P-valoro | kontrolo | IGD | P-valoro | |
| N | 26 | 25 | 16 | 20 | 42 | 45 | |||
| Aĝo (jaroj) | |||||||||
| Meza (min-max) | 13 (12 - 17) | 13 (12 - 15) | 0.759 | 15 (13 - 18) | 14.5 (12 - 18) | 0.628 | 14 (12 - 18) | 14 (12 - 18) | 0.509 |
| Semajnaj interretaj videoludoj (h) | |||||||||
| Meza (min-max) | 5.25 (2 - 17) | 18 (6 - 46) | 1.27E-6a | 5.5 (2 - 23) | 8 (1 - 112) | 0.374 | 5.5 (2 - 23) | 14 (1 - 112) | 1.63E-5a |
| Monataj hejmaj enspezoj (milionoj KRW) | |||||||||
| Meza (min-max) | 5 (1 - 9) | 3 (1 - 9) | 0.588 | 4 (4 - 4) | 2 (2 - 2) | 1.000 | 5 (1 - 9) | 3 (1 - 9) | 0.460 |
| Edukado (jaroj) | |||||||||
| Meza (min-max) | 8 (7 - 9) | 8 (7 - 9) | 0.584 | 12 (12 - 12) | 6 (6 - 13) | 0.305 | 8 (7 - 12) | 8 (6 - 13) | 0.269 |
| K-WISC: bloko dezajno | |||||||||
| Meza (min-max) | 10.5 (4 - 17) | 10 (4 - 16) | 0.544 | 10 (3 - 16) | 12.5 (4 - 15) | 0.125 | 10 (3 - 17) | 11 (4 - 16) | 0.598 |
| K-WISC: vortotrezoro | |||||||||
| Meza (min-max) | 9 (5 - 17) | 7 (5 - 13) | 0.174 | 9.5 (8 - 15) | 11.5 (5 - 15) | 0.595 | 9 (5 - 17) | 9 (5 - 15) | 0.527 |
| KS | |||||||||
| Meza (min-max) | 24 (17 - 36) | 37 (22 - 51) | 3.81E-6a | 29 (17 - 34) | 59 (22 - 108) | 1.2E-5a | 25 (17 - 36) | 40 (22 - 108) | 2.05E-10a |
| BIS | |||||||||
| Meza (min-max) | 63 (35 - 75) | 67.5 (45 - 81) | 0.080 | 61 (45 - 79) | 63 (32 - 82) | 0.835 | 62 (35 - 79) | 65 (32 - 82) | 0.240 |
| BAS | |||||||||
| Meza (min-max) | 31 (15 - 40) | 31 (13 - 51) | 0.558 | 36.5 (22 - 48) | 34 (27 - 52) | 1.000 | 32 (15 - 48) | 34 (13 - 52) | 0.637 |
| BENOJ | |||||||||
| Meza (min-max) | 18 (10 - 26) | 17.5 (13 - 27) | 0.642 | 18.5 (12 - 25) | 20 (13 - 21) | 0.138 | 18 (10 - 26) | 19 (13 - 27) | 0.302 |
IGD, Interretaj ludaj malordoj pacientoj; KS, korea interreta toksomanio Proneness Scale; BIS, Barratt Impulsive Scale; BAS, Aktiva Sistemo de Aktivigo; BENOJ, Konduka Inhibo-Sistemo; KRW, korea Won.
aP <0.05 (Mann-Whitney-Wilcoxon-testo).
TaqMan Low Density miRNA Array (TLDA) Eksperimentoj
Ekstercentra sango estis kolektita de ĉiu partoprenanto kaj translokigita al la laboratorio ene de 4 h por minimumigi la sangan ĉelon. La specimeno estis centrifugita ĉe 3,000 rpm por 10-min ĉe temperaturo de la ĉambro. Tiam, supernatanta (plasma tavolo) estis kolektita sen poluado de la sangaj ĉeloj. Cirkulante miRNAs estis ĉerpitaj per TaqMan miRNA ABC Purification Kit (Human Panel A; Thermo Fisher Scienca, Waltham, MA, Usono) laŭ la instrukcio de la fabrikisto. Mallonge, 50 μL de plasma specimeno kaj 100 μL de ABC-bufro estis miksitaj. Post hibridiĝo kun celo-specifaj anti-miRNA-magnetaj bidoj, limigitaj cirkulante miRNAs estis eluzitaj de la bidoj kun 100 μL el elution-bufro. En la fazo de malkovro, la miRNA 381 estis ekzamenitaj de specimenoj de plasmo de 51 (25 IGDs kaj 26-kontroloj) per la TaqMan miRNA ABC Purification Kit (Human Panel A; Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, Usono) laŭ la instrukcioj de la fabrikanto. Megaplex reversa transskribo kaj antaŭ-amplifaj reagoj estis faritaj por pliigi la kvanton de cDNA por miRNA-esprimala analizo uzante MegaplexPreAmp Primers Human Pool Al kaj TaqManPreAmp Master Mix (Thermo Fisher Scientific). La TLDA-panelo A v2.0 (Thermo Fisher Scientific) estis kurita sur la VIRAXNXX-reala tempo PCR-sistemo (Thermo Fisher Scientific) por taksi esprimon de la miRNAs. Krudaj datumoj estis procesitaj per ExpressionSuite Programaro v7 (Thermo Fisher Scientific) por determini Ct-valorojn por ĉiu miRNA.
Datumoj Analizo por TLDA
Ni unue mezuris sojlajn ciklojn (Ct-valoro) de ĉiu miRNA. miRNA-oj kun Ct-valoro> 35 estis konsiderataj kiel nerimarkeblaj kaj ekskluditaj de posta analizo. Ĉiuj Ct-valoroj estis normaligitaj al la Ct-valoro de miR-374b (ΔCt-valoro), unu el la plej stabile esprimitaj miRNA cirkulantaj en homa plasmo (24). Log2-fiksa ŝanĝo de proporcio (ΔΔCt-valoro) de esprimo estis kalkulita per mezaj valoroj de kontrolaj specimenoj kiel kalibro en la HTqPCR-pako en Biokonduktilo (25). La relativa kvanto (RQ) de ĉiu objektiva miRNA difinis kiel 2-ΔΔCt. Por hipotetika elprovado de la diferenco en esprimo inter du grupoj, ni aplikis anstataŭigitan varialan analizon (SVA) por kapti heterogenecojn kiel ekzemple efektojn en la eksperimentoj uzantaj la sva pako en Biokonduktilo (26). miRNAs kun a P-valoro <0.05 estis konsiderata kiel signife malsama inter du grupoj.
Genro-aranĝiĝa Analizo
Por genetika riĉa analitiko, ni uzis ToppFun en ToppGene Suite (27) por inferi signife riĉigitan Gene Ontology (GO) (28) terminoj, vojoj kaj malsanoj. Kiel la enigo por ĉi tiu aliro, ni uzis 1,230 antaŭdiritajn celojn de la kandidatoj miRNA. Pathway-analizo estis uzita por trovi signifajn vojojn de la antaŭviditaj celaj genoj laŭ KEGG, BioCarta, Reactome, GeneMAPP, kaj MSigDBin la ToppGene-vojoj. La signifo de funkciaj riĉaj terminoj estis difinita laŭ la Bonferroni-aranĝita P-valoro.
Kvantuma Reversa Transskribo PCR (qRT-PCR) Validigo kaj Replikado
Por validigi la 10-miRNAs, kiuj estis diferencie esprimitaj en la eltrova etapo, qRT-PCR estis farita per la TaqMan MicroRNA Assay (miR-15b-5p, #000390; miR-26b-5p, #000407; miR-29b-3p, 000413; miR-125b-5p, #000449; miR-200c-3p, #002300; miR-337-5p, #002156; miR-411-5p, #001610; miR-423-5p, #002340; miR-483 -5p, #002338; kaj miR-652-3p, #002352) kaj la sistemo ViiA7 (Life Technologies) laŭ la protokolo de la fabrikanto. Dek nanogramoj de totala RNA konvertiĝis al unua-stranda cDNA kun miRNA-specifaj primers uzante la TaqMan MicroRNA Rever Transcription Kit (#4366596, Life Technologies), sekvita de reala tempo PCR kun TaqMan Probes. La RQ de ĉiu miRNA estis difinita kiel 2-ΔCt, kie ΔCt estas la diferenco en sojlokoj por la specimeno en demando, normigita kontraŭ la endogena miRNA (miR-374b-5p, #001319). Ĉiuj PCR-reagoj efektiviĝis triobligaj, kaj iliaj Ct-valoroj estis averaĝaj. Ni kalkulas log2-fald-ŝanĝan rilaton (ΔΔCt) de ĉiu miRNA de la sama maniero kiel en la arbaza analizo. Ne-parametria Mann-Whitney-Wilcoxon-testo estis farita por provi la diferencojn en esprimaj niveloj de miRNAs en du grupoj kun sojlo P-valoro de 0.05.
Okcidenta Blota Analizo
Ĉiu seruma specimeno estis unue eksplodita de la supraj 14-supraj abundaj proteinoj (albumina, immunoglobulina G, immunoglobulina A, serotransferrin, haptoglobin, alfa-1-antitrypsin, fibrinogen, alfa-2-macroglobulinon, alfa-1-acida glicoproteinon, immunoglobulinon M, apolipoproteinon AI , apolipoproteín Al-II, komplemento C3 kaj transthyretin) uzante la kolumnon MARS-14 (4.6 × 50 mm, Agilent Technology, Santa Clara, CA, Usono) antaŭ la okcidenta blot-analizo. La unbound-frakcio akirita de la kolumno de MARS-14 koncentris per filtrilo centrífuga Amicon Ultracel-3 (3 kDa tranĉilo), kaj tiam la proteina koncentriĝo estis determinita per la metodo de la acida bicinchonínico. La samaj kvantoj (de 10 ĝis 30 μg) de kontrolo kaj IGD-serumaj specimenoj estis disigitaj sur 4-20% Mini-PROTEAN TGX precast gel (Bio-Rad, CA, Usono) kaj translokigitaj al polivinilina difluorida membrano. Tuj poste, la membrano estis blokita en TBS-T (190 mM NaCl, 25 mM Tris-HCl, pH 7.5, kaj 0.05% Tween 20) kun 5% ne grasa seka lakto ĉe temperaturo por 30 min. La membranoj tiam estis kovitaj kun primaraj antikorpoj kontraŭ DPYSL2 (1: 500, Novus Biologicals, Littleton, CO, Usono), GABRB2 (1: 1000, Abcam, Cambridge, MA, Usono), kaj CNR1 (1: 100, Santa Cruz Biotechnology , Inc., Santa Cruz, CA, Usono), DUSP4 (1: 500, MybioSource, San Diego, CA, Usono), kaj PI15 (1: 500, MybioSource, San Diego, CA, Usono) en TBS-T kun 5 % ne-grasa seka lakto ĉe 4 ° C dum la nokto, kaj tiam kun taŭgaj malĉefaj antikorpoj aŭ bovina kontraŭ-muso (1: 1,000, Santa Cruz Biotechnology) aŭ kapra kontraŭa kuniklo (1: 1,000, Cell Signaling, Beverly, MA, Usono ) konjugaciita al benzula perksido ĉe temperaturo de temperaturo por 1 h. Signala detekto estis farita uzante chemiluminescence kun ECL-reagento (GE healthcare, Piscataway, NJ, Usono). Ni kvantigis la okcidentajn blotajn rezultojn uzantaj la analizilon de TotalLab 1D (Non-linear Dynamics, Newcastle upon Tyne, UK). Tiam, la denseca proporcio valoro estis kalkulita dividanta la densitometria valoro de ĉiu specimeno kiel priskribita aliloke (29). Kiel kontrolo por normaligo, serumo-specimeno de 46 IGD kaj kontrolo-specimenoj estis uzata por ĉiu eksperimento. Statistika graveco estis determinita per ne-parametria Mann-Whitney-Wilcoxon-provo kun sojlo P-valoro de 0.05.
rezultoj
Karakterizaĵoj de la Studaj Aferoj
La demografiaj kaj klinikaj trajtoj de la studaj aferoj estas montritaj en Tablo Table1.1. Kiam ni komparas la IGD kaj kontrolkrupojn laŭ la korea interreta toksomanio Proneness Scale (K-Scale) kiel priskribite aliloke (20, 30), la IGD-grupo montris signife pli altan mezan K-Scale-valoron ol la grupo de kontrolo (37 vs. 24, P = 3.81 × 10-6) (Tablo (Table1) .1). Meza semajna tempo elspezita en interretaj ludoj en la IGD-grupo estis signife pli longa ol tiu de kontroloj (18 vs. 5.25 h, P = 1.27 × 10-6). Dum ne estis signifa diferenco inter du grupoj en aĝo, monataj hejmaj enspezoj, daŭro de edukado, blokaj dezajnoj kaj vortprovizoj subtestaj rezultoj de la K-WISC, BIS, BInS kaj BAS.
Diferencie esprimitaj miRNAs Inter IGD kaj Kontroloj
Por malkovri IGD-asociitajn miRNAs, ni adoptis du-paŝan (malkovron kaj sendependan validigon) alproksimiĝon. La studa desegno kaj ĝenerala strategio estas ilustritaj en Figuro S1 en Suplementa Materialo. En la etapo de malkovro, ni analizis miajn esprimajn profilojn de 51-specimenoj (25 IGDs kaj 26-kontroloj) uzante la miRNA-aro kun 384-miRNAs. Esprimaj niveloj de 10-miRNAs estis signife malsamaj inter la IGD kaj kontrolkrupoj (Tablo (Table2) .2). Relative esprimaj niveloj de ĉi tiuj 10-miRNAs estas montritaj en Figuro Figure1.1. Inter ili, du (hsa-miR-423-5p kaj hsa-miR-483-5p) estis reguligitaj kaj ok (hsa-miR-15b-5p, hsa-miR-26b-5p, hsa-miR-29b-3p, hsa-miR-125b-5p, hsa-miR-200c-3p, hsa-miR-337c-5p, hsa-miR-411-5p, kaj hsa-miR-652-3p) estis reguligitaj en la grupo IGD.
tablo 2
Diferencie esprimis microRNAs (miRNAs) kaj faldajn ŝanĝojn.
| miRNA | malkovro | Validigo | Kombinita | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| P-valoro | Faldi ŝanĝon | P-valoro | Faldi ŝanĝon | P-valoro | Faldi ŝanĝon | |
| hsa-miR-15b-5p | 0.033 | 0.829 | 0.694 | 1.119 | 0.381 | 0.947 |
| hsa-miR-26b-5pa | 0.008 | 0.871 | 0.049 | 0.841 | 0.013 | 0.857 |
| hsa-miR-29b-3p | 0.005 | 0.400 | 0.560 | 1.187 | 0.089 | 0.647 |
| hsa-miR-125b-5p | 0.021 | 0.582 | 0.290 | 0.950 | 0.069 | 0.723 |
| hsa-miR-200c-3pa | 0.011 | 0.336 | 0.003 | 0.542 | 2.93 × 10-5 | 0.415 |
| hsa-miR-337c-5p | 0.009 | 0.385 | 0.582 | 0.872 | 0.020 | 0.553 |
| hsa-miR-411-5p | 0.004 | 0.322 | 0.336 | 1.282 | 0.158 | 0.595 |
| hsa-miR-423-5p | 0.026 | 1.387 | 0.189 | 0.955 | 0.518 | 1.175 |
| hsa-miR-483-5p | 0.018 | 1.861 | 0.765 | 1.413 | 0.211 | 1.647 |
| hsa-miR-652-3pa | 0.019 | 0.715 | 0.049 | 0.877 | 0.011 | 0.782 |
amiRNAs signife ŝanĝis en ambaŭ malkovro kaj kontrolada aroj en konsekvenca maniero.
QRT-PCR-Validigo de la Kandidato miRNA
Por validigi la 10-kandidaton miRNAs, ni prezentis qRT-PCR kun sendependa validiga aro (20 IGDs kaj 16-kontroloj) (Tablo S1 en Suplementa Materialo). Tri el ĉi tiuj miRNAs (hsa-miR-200c-3p, hsa-miR-26b-5p, kaj hsa-miR-652-3p) estis signife malregulataj en la grupo IGD de la kontrolada aro (Tablo (Table2) .2). Tri aliaj miRNAs (hsa-miR-337c-5p, hsa-miR-125b, kaj hsa-miR-423-5p) ankaŭ malreguligis en la grupo IGD sed ne signife. Restantaj kvar miRNAs (hsa-miR-15b-5p, hsa-miR-29b-3p, hsa-miR-411-5p, kaj hsa-miR-423-5p) estis esprimitaj kontraŭe en la validiga aro. Kiam ni kombinis la malkovrojn kaj validigajn arojn (entute 45 IGD-subjektoj kaj 42-kontrolojn), la tri validigitaj miRNAs estis konstante signifa (Tabelo (Table2) .2). Detalaj informoj, cromosomaj lokoj, maturaj sekvencoj kaj esprimaj niveloj en la CNS de ĉi tiuj tri miRNAs estas haveblaj en Tablo S2 en Suplementa Materialo.
Sinergisma Efekto de Samtempa Alterado de la Tri miRNAs sur IGD Risk
Por taksi la kombinitan efikon de la tri miRNA, ni observis la kontrastojn (OR) de la kvar subgrupoj (kun 0, 1, 2 aŭ 3 miRNA-ŝanĝoj). MiRNA-ŝanĝo estis difinita per la RQ-valoro kiel priskribita en Sekcio "Materialoj kaj metodoj. "Ĉar ĉiuj tri markiloj de miRNA estis malregulataj en la IGD-grupo, miRNA kies RQ-valoro estis pli malalta unu estis defiita kiel ŝanĝita. Detalaj informoj pri la RQ-valoro de ĉiu studo por la tri miRNAs estas disponebla en Tablo S3 en Suplementa Materialo. Por ĉiu subgrupo, kvereloj estis kalkulitaj kiel la proporcio de nombro da kontroloj al tiu de IGDs, tiam ĉiu OR estis kalkulita dividante kvazaŭojn de ĉiu subgrupo per kontrastoj de la subgrupo sen ia ajn ŝanĝo de miRNA. Individuoj kun tri miRNA-ŝanĝoj montris riskon 22-fojojn pli alte ol tiuj, sen ia ajn ŝanĝo de miRNA (Aŭ 22, 95% CI 2.29-211.11). ORs montris kreskantan tendencon kun la nombro de ŝanĝitaj miRNAs de 0 al 3 (r2 = 0.996) (Figuro (Figuro22).
GO kaj Pathway-Analizo de Celoj-Genoj de la Kandidato, miRNA
Por akiri informon pri la funkcioj de la tri miRNA-markiloj signife malregulitaj en la IGD-grupo, iliaj celaj genoj estis antaŭviditaj per la miRWalk 2.0-datumbazo (31). Totalo de 1,230-genoj estis konstante antaŭdiritaj kiel subakvaj celoj per kvar algoritmoj (miRWalk, miRanda, RNA22 kaj Targetscan) uzante la miRWalk-datumbazo (32-34) (Tablo S4 en Suplementa Materialo). Gene-aro-riĉa analizo uzanta ToppFun en ToppGene Suite montris, ke la objektivaj genoj de tiuj miRNAs estis grave asociitaj kun neŭtralaj vojoj kiel "Axon-gvidado" kaj terminoj GO kiel "neurogenezo" (Tablo S5 en Suplementa Materialo).
Esprimo de la antaŭdiritaj objektivaj genoj
Inter la subfluaj celaj genoj de la tri miRNAs, 140 estis antaŭvidita samtempe por du aŭ pli da miRNAs (Tablo S4 en Suplementa Materialo). Por esplori ĉu iliaj proteinoj-esprimaj niveloj de la subfluaj celaj genoj diferencas inter la IGD kaj kontrol-grupoj, ni elektis 2-genojn (DUSP4 kaj PI15), kiuj estas antaŭviditaj kiel subakvaj celoj de ĉiuj 3-miRNAs kaj kromaj 3-genoj (GABRB2, DPYSL2Kaj CNR1) el tiuj antaŭviditaj por 2-miRNAs kaj prezentis okcidentan blotan analizon kun la plasmaj specimenoj de 28 IGDs kaj 28-kontroloj haveblaj por la eksperimento. Ni komparis la esprimojn de la kvin celoj inter la IGD kaj kontrolkrupoj mezurante la grupan intensecon kaj areon kiel priskribis aliloke (29). Inter ili, la esprimaj niveloj de DPYSL2 (28 IGDs kaj 28 kontrolas, P = 0.0037) kaj GABBR2 (27 IGD kaj 28 kontroloj, P = 0.0052) estis signife pli altaj en la IGD-grupo (Figuro (Figure3) .3). Tamen ni ne povis observi diferencialajn esprimojn de CNR1 (P = 0.0853), DUSP4 (P = 0.5443), kaj PI15 (P = 0.6346).
diskuto
Oni raportis, ke miRNAoj estas implikitaj en neŭtrala evoluo (35, 36), kaj diferenciala esprimo de cerbaj miRNAoj estas observitaj en psikiatraj malsanoj kiel ekzemple skizofrenio (37). Sekve, ĝi estas kompreneble, ke cirkulaj milaroj de profiloj povus esti utilaj biomarkoj por IGD. Cirkulante miRNAs sugestis kiel biomarkers por diversaj neuropsiquiatric malordoj (38-40); tamen, la molekulaj mekanismoj malantaŭ IGD-disvolviĝo daŭre estas plejparte nekonataj malgraŭ sia klinika kaj socia graveco. Specife, ne ekzistis studoj pri IGD-asociitaj miRNAs. La celo de ĉi tiu studo estis duoble. Unue, ni provis malkovri plasmajn milarojn asociitajn kun IGD. Due, ni taksis la biologian implikaĵon de la miRNA-kandidatoj per esplorado de proteino-esprimo kaj GO de subfluaj celaj genoj. Tra la genomaj kribroj de la esprimaj profiloj de miRNA kaj la kontribuoj de la kandidatoj, ni malkovris tiun esprimon de tri miRNA (hsa-miR-200c-3p, hsa-miR-26b-5p, kaj hsa-miR-652-3p) signife pli malalte en IGD-pacientoj ol kontrolas. Kvankam la esprimaj ŝablonoj de aliaj sep miRNA-kandidatoj ne estis replikitaj en la validigo, ĝi povas esti falsa negativa pro malgranda specimena grandeco en ĉi tiu studo. Sciante, ĉi tiu estas la unua raporto pri la ebleco, ke sango de esprimaj profiloj de miRNA povus esti utilaj biomarkoj por IGD. Kombinaĵo de la tri miRNA-markiloj povus utili kiel minimume invasiva ilo por frua identigo de homoj en risko de IGD.
La miRNAs identigitaj en ĉi tiu studo estis raportitaj esti implikitaj en diversaj neuropsiquiatric malordoj. Esprimo de hsa-miR-200c en sango estis malregulita en kelkaj psikiatraj malordoj kiel skizofrenio (41) kaj gravaj depresivaj epizodoj (42). miR-200c estis raportita pli multe esprimita en sinaptaj frakcioj ol en tuta antaŭfreno (43) kaj ankaŭ esti asociita kun neŭona ĉelo-morto (44). Bazita sur ĉi tiuj antaŭaj raportoj, miR-200c estas implikita en neurodevoluo kaj povas esti asociita kun neuropsiquiatric malordoj se ĝia esprimo estas perturbita. Pluraj studoj sugestis asocion inter miR-652 kaj risko de neuropsiquiatric disorders. Simila al nia aliro, por identigi sangajn biomarkerojn por skizofrenio, Lai et al. efektivigis TLDA-analizon kun skizofrenia pacientoj kaj normalaj kontroloj, kaj trovis ke sep miRNAs inkluzive de hsa-miR-652 estis diferencie esprimitaj en skizofrenia pacientoj (45). En la posta studo, ili desegnis modelon de antaŭdiro uzante la esprimajn datumojn de miRNA kaj sukcese distingis skizofrenion de normala kontrolo (46). Ŝanĝita esprimo de hsa-miR-652 ankaŭ estis observita en alkoholuloj (47). Hsa-miR-26b estis aktivigita dum diferenciala ĉelo neuronal (48). Perkins et al. raportis ke hsa-miR-26b estis malregulita en la prefrontal kroĉo de skizofrenia pacientoj (49).
Kvankam ne ekzistas rekta evidenteco por subteni la rilaton inter la maltrankvila esprimo de ĉi tiuj miRNAs kaj la fisiopatologio de IGD, ni povas konkludi, ke la disregulado de ĉi tiuj miRNAs povas esti asociita kun la fisiopatologio de IGD bazita sur diversaj antaŭaj raportoj sur la fluaj genoj, kiujn ni antaŭvidis . Iuj de la genuoj de la tri miRNAs GABRB2, CNR1, NRXN1Kaj DPYSL2 estas rilatigitaj kun neuropsiquiatric malordoj. Gamma-aminobutyric acid (GABA) estas grava inhibita neurotransmisilo en la CNS. Malregularo de la GABA-ricevilo estas implicita en neuropsiquiatricordoj inkluzive de toksomanio, angoro kaj depresio (50), kiuj ankaŭ estas la ĉefaj trajtoj de IGD (8). Genetikaj polimorfismoj en GABA-receptoraj genoj rilatas al alkoholo kaj skizofrenio (51, 52). Dihidropyrimidinase-like 2 (DPYSL2) estas membro de la kolapsina responda mediadora proteino-familio, kiu okupas rolon en mikrotubuleco, sinapeta signalo kaj reguligo de axonala kresko. Sekve, ĉi tiu molekulo estis sugestita kiel biomarkisto por psikiatraj malordoj (53, 54). Polimorfismo en la DPYSL2 geno ankaŭ estis rilatigita kun alkohola uzo malordo (55). Antaŭaj informoj kaj niaj datumoj sugestas, ke sobreexpremado de GABRB2 kaj DPYSL2, subakvaj celoj de la malregulaj miRNAs, havas implicojn por la patogenesis de neuropsiquiatric disorders inkluzive de IGD. Cannabinoid-ricevilo-tipo 1 (CNR1) estas presynáptica heteroreceptoro, kiu modulas neurotransmistajn liberigojn kaj tumultojn en cannabinoidea signalo asociitaj kun diversaj neuropsiquiátaj malordoj (56). Polimorfismo de genetika CNR1 geno estas konata asocii kun substanca dependeco en Kaŭkazoj (57). En rata modelo, aktivigo de ventra hipocampo CNR1 interrompas normalan socian konduton kaj scion (58). Genetika ŝanĝo en la NRXN-familio estas konata esti implikita en diversaj neuropsiquiatric malordoj inkluzive de toksomanio (59).
Por ekzameni la biologian implikaĵon de la tri miRNA-kandidatoj pli rekte, ni esploris proteinan esprimon de siaj subfluaj celaj genoj. Pro la limigita dispono de plasmaj specimenoj, de la 140-komunaj kandidatoj (antaŭvidita kiel malsupre de 2 aŭ pli da miRNAs), ni ekzamenis 5-celojn (GABRB2, DPYSL2, CNR1, DUSP4 kaj PI15) per okcidenta blotigo kaj konfirmis tiun esprimon de GABRB2 kaj DPYSL2 estis signife pli alta en la grupo IGD. Antaŭaj informoj kaj niaj datumoj sugestas, ke sobreexpremado de GABRB2 kaj DPYSL2, subakvaj celoj de la malregulaj miRNAs, povus havi implikaĵojn por la patogenesis de neuropsiquiatric disorders inkluzive de IGD. La rezultoj de IRI kaj vojaj analizoj de neŭraj disvolviĝaj vojoj ankaŭ subtenas la neurobiologian implikaĵon de la markiloj de miRNA. Alia interesa trovo estis la sinergisma efiko de samtempa ŝanĝo de la miRNAs. Individuoj kun malregulado de ĉiuj 3-miRNAs montris 22-tempon pli altan riskon ol tiuj, kiuj havas neniun malregularon, kaj la OR-oj pliiĝis laŭ dozo-dependa maniero. Kvankam CI pro ĉi tiuj tri ŝanĝoj estis larĝe pro limigita specimena grandeco, la klara pozitiva korelacio (r2 = 0.996) subtenas la sinergian efikon de la tri miRNA-oj.
Kvankam ni malkovris la IGD-asociitajn miRNA-markilojn kaj individuojn kun ĉiuj tri miRNA-ŝanĝoj havis riskon 22-pli altaj ol tiuj sen ia ajn ŝanĝo de miRNA, ekzistas kelkaj limigoj en ĉi tiu studo. Unue, la malgranda specimena grandeco pliigis la verŝajnecon de manko de aliaj signifa meRNA-markiloj. Due, pro tio ke niaj datumoj ne sufiĉis por klarigi ĉu la plasmaj miRNA-profiloj estas kaŭzas aŭ efikoj, ni ne povas konfirmi la biologiajn listojn de ĉi tiuj ne-invasivaj markiloj en klinika agordo. Pliaj miRNA-profiloj kaj ilia malŝpara genia analizo uzante homa cerba histo de cerba ŝtofo povas doni pli rektan respondon. Analizo de la cerbo de la histo kun modelo de bestoj de malordo de ludo ankaŭ estus helpema. Tria, pro la malabunda havebleco de plasmaj specimenoj, ni ekzamenis nur kvin sublimajn kandidatajn molekulojn. Esplorante pli mallarĝajn celojn kun pli granda specimena aro estos helpema pli bone kompreni la molekularan mekanismon de IGD.
En resumo, tra genome-larĝa ekrano de miRNA-esprimaj profiloj kaj sendependa validigo, ni malkovris tri IGD-asociitajn miRNAs (hsa-miR-200c-3p, hsa-miR-26b-5p, kaj hsa-miR-652-3p). Multaj el siaj generaj genoj rilatas al diversaj malsanoj neuropsiquiáticas, kaj eksperimenta validigo de ŝanĝita esprimo de ĉi tiuj fluaj genoj subtenas la implikaĵon de la miRNAs identigitaj en ĉi tiu studo. Ni trovis, ke individuoj kun malregularo de ĉiuj tri miRNA havas grandan riskon de IGD. Kune kun la konataj klinikaj aŭ ekologiaj risko-faktoroj kaj diagnozaj kriterioj, niaj rezultoj povas faciligi fruan intervenon por helpi homojn kun pli alta risko de IGD.
Etika Komento
Ĉi tiu studo estis aprobita de la Institucia Revizia Estraro de la Katolika Universitato Kuraca Kolegio de Koreio (MC16SISI0120). Ĉiuj partoprenantoj kaj iliaj gepatroj donis skribitan konsenton.
Aŭtoro Kontribuoj
ML kaj HC kontribuis same al ĉi tiu papero. ML, D-JK, kaj Y-JC desegnis la studon. SJ, S-MC, YP, DC, kaj JL prezentis eksperimentojn kaj datumajn generaciojn. J-WC, S-HP, J-SC, kaj D-JK kolektis sangajn specimenojn kaj klinikan informon. ML, HC, S-HY, kaj Y-JC analizitaj datumoj. ML, HC, S-HY, kaj Y-JC priskribis la manuskripton. Y-JC supervisis la projekton.
Konflikto pri Interesa Rakonto
La aŭtoroj deklaras, ke la esplorado estis farita sen manko de komercaj aŭ financaj rilatoj, kiujn oni povus konsideri kiel ebla konflikto de intereso.
Piednotoj
Financado. Ĉi tiu laboro estis apogita de donaco de la Brain Research Program tra la Nacia Esploro de Koreio (NRF), financita de la Ministerio de Scienco kaj TIC kaj Estonta Planado (NRF-2015M3C7A1064778).
Suplementa Materialo
La Suplementa Materialo por ĉi tiu artikolo povas esti trovita interrete ĉe http://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyt.2018.00081/full#supplementary-material.
Referencoj
;