Front Psychiatry. 2018; 9: 81.
Verëffentlecht online 2018 Mar 12. doi: 10.3389 / fpsyt.2018.00081
PMCID: PMC5858605
PMID: 29593587
Minho Lee,1,† Hyeyoung Cho,2,3,† Seung Hyun Jung,2,4 Seon-Hee Yim,2 Sung-Min Cho,2,3 Ji-Won Chun,5 Soo-Hyun Paik,5 Yae Eun Park,6,7 Dong Huey Cheon,7,8 Ji Eun Lee,7 Jung-Seok Choi,9 Dai-Jin Kim,5,* an Yeun-Jun Chung1,2,3,*
mythologesch
Hannergrond
Suchtbar Benotzung vum Internet an Online Spiller ass eng potenziell psychiatresch Stéierung mam Internet Internet Disorder (IGD). Geännert MicroRNA (miRNA) Ausdrock Profiler goufen a Blutt a Gehir Tissue vu Patiente mat bestëmmten psychiatresche Stéierunge gemellt a proposéiert als Biomarker. Wéi och ëmmer, et goufen keng Berichter iwwer Blutt miRNA Profiler an IGD.
Methoden
Fir IGD-assoziéiert miRNAs z'entdecken, analyséiere mir de miRNA Ausdrockprofile vun 51 Proben (25 IGD an 26 Kontrollen) mat der TaqMan Low Density miRNA Array. Fir Validatioun hu mir quantitativ Récktransskriptioun PCR mat 36 onofhängege Proben gemaach (20 IGD an 16 Kontrollen).
Resultater
Duerch Entdeckung an onofhängeg Validatioun identifizéiert mir dräi miRNAs (hsa-miR-200c-3p, hsa-miR-26b-5p, hsa-miR-652-3p) déi wesentlech an der IGD Grupp erofreguléiert goufen. Persounen mat allen dräi miRNA Verännerunge haten e vill méi héicht Risiko vun IGD wéi déi ouni Ännerung [Oddsverhältnis (ODER) 22, 95% CI 2.29 – 211.11], an d'ORS erhéijen Dosis ofhängeg mat Zuel vu verännerter MiRNAs. Déi virausgesot Zilgen vun den dräi miRNAs goufe mat neurale Weeër verbonne. Mir hunn de Proteinausdrock vun den dräi downstream Zilergener duerch Western blot exploréiert a bestätegt datt den Ausdrock vun GABRB2 an DPYSL2 wesentlech méi héich an der IGD Grupp war.
Konklusioun
Mir observéiert datt Ausdréck vun hsa-miR-200c-3p, hsa-miR-26b-5p, an hsa-miR-652-3p an den IGD Patienten erofreguléiert goufen. Eis Resultater wäerten hëllefe fir d'Pathophysiologie vun der IGD ze verstoen.
Aféierung
Suchtbar Benotzung vum Internet an Internet-baséiert Spiller ass net nëmmen e soziale Phänomen an Länner mat enger extensiver Internetzougangsinfrastruktur, awer eng potenziell psychiatresch Stéierung bezeechent den Internet Gaming Disorder (IGD) (1-3). Geméiss den epidemiologeschen Berichter, variéieren d'Prevalenzraten vun IGD bei Jugendlechen uechter Länner, rangéiert vun 0.8 bis 26.7% (4). Besonnesch, Studien weisen Prävalenzzuelen iwwer 10% bei Jugendlechen a ville asiatesche Länner wéi Südkorea, China, Taiwan, Hong Kong, a Singapur (4). IGD ass verbonne mat Behënnerung an der Erkenntnis, psycho-sozialer Bezéiung, an alldeeglecht Liewen; zum Beispill, akademesch oder berufflech Leeschtung géif erof goen (4-7). IGD ass elo an der Sektioun III (Konditioune fir Weider Etude) vun der fënnefter Revisioun vun der Diagnostic a Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-V) abegraff (8). Trotz senger klinesch-soziale Wichtegkeet, ass wéineg iwwert de molekulare genetesche Mechanismus hannert IGD bekannt.
Rezent grouss-Skala Zwillingstudien hunn e geneteschen Hannergrond zu IGD proposéiert (9, 10). Vink et al. ënnersicht individuell Differenzen am compulsive Internet Benotzung mat 5,247 monozygoteschen an dizygoteschen adolesente Zwillingen am hollänneschen Zwillingregister a berichten datt 48% vun den Ënnerscheeder duerch genetesch Faktoren erkläert goufen (9). Li et al. observéiert 825 Puer Chinese adolescent Zwillingen a bericht datt genetesch Faktoren 58 – 66% vun den Ënnerscheeder erkläert hunn (10). Deementspriechend Polymorphismen vun de Genen, déi an Neurotransmissioun involvéiert sinn, Erkenntnis, an Opmierksamkeet wéi Dopamin Rezeptor D2 Gen (DRD2), catecholamine-O-methyltransferase Gen (COMT), Serotonin Transporter Gen (5HTTLPR), a cholinergesche Rezeptor nikotineschen Alpha 4 Gen (CHRNA4) goufen gemellt datt se wesentlech mat der Internet Sucht verbonne sinn (11-13). Viru kuerzem huet de Kim et al. gescannt Varianten vu méi wéi 100 Kandidatgenen am Zesummenhang mat der Produktioun, Handlung, an de Stoffwiessel vun Neurotransmittere vun der nächster Generatioun Sequenzenéierungsanalyse a bericht dat rs2229910 vun NTRK3 Gen ass mat IGD verbonne (14).
Zousätzlech zu den geneteschen Faktoren ass et och bekannt datt neurobehythmus Phenotypen epigenetesch kontrolléiert ginn duerch net-kodéierend RNAs inklusive MicroRNAs (miRNAs) (15, 16). miRNAs si kleng net-kodéierend eenzelstreng RNA Molekülle (ongeféier 20 – 23 Nukleotiden an der Längt), déi negativ Ausdrock vun Protein-kodéierende Genen reguléieren andeems mRNAs ofgeschnidden sinn an eng kritesch Roll spillen am pathophysiologesche Prozess vu verschiddenen Krankheeten (17). Beweiserlinn hu bewisen datt miRNAs am mënschlechen Zentralnervensystem (CNS) reichend sinn an handelen fir den Ausdrockniveau vun hiren Zilgenen ze finanzéieren, déi an der Entwécklung a Reifung vum CNS System involvéiert sinn (15). Tatsächlech hunn déi rezent Studien opgedeckt datt miRNA Ausdrockprofile am Gehirngewebe vu Patienten mat psychiatresche Stéierunge verännert ginn, wat suggeréiert datt hir Ausdrocksprofile kéint Biomarker fir psychiatresch Stéierunge ginn (15, 16, 18). Zum Beispill, duerch Postmortem Analyse, huet Lopez et al. huet gemellt datt den Ausdrock vu miR-1202, deen den Ausdrock vum metabotropesche Glutamat Rezeptor-4 Gen regléiert an d'Äntwert op Antidepressiva virausgesäit, a prefrontale Cortex Tissue vu grousse Depressiounsstéierunge Patienten downreguléiert gouf (19). Wat de Biomarker Screening ugeet, huet dës Approche eng kloer Begrenzung well eng Biopsie vum CNS Tissu fir Screening auszeféieren ass onméiglech. Zënter miRNAs kënne a Blutt (Plasma oder Serum) festgestallt ginn, hunn miRNA zirkuléierend e definitive Virdeel wéi net-invasiv Biomarker bei neuropsychiatresche Stéierungen. Awer bis haut gouf et keng Etuden iwwer zirkuléierend MiRNA Profiler an IGD. Besser Verständnis vun zirkuléierende miRNA Ausdrock Profiler kéinte hëllefen de Mechanismus vun der IGD Entwécklung ze klären an d'klinesch Iwwersetzung ze erliichteren.
An dëser Studie zielen mir d'IGD-assoziéiert miRNA Marker z'identifizéieren andeems differentiell ausgedréckte Plasma miRNAs tëscht der IGD a Kontrollgruppen observéiert goufen an hir biologesch Implikatioune exploréiert hunn.
Materialien an Methoden
Studie Sujeten
Mir hunn 3,166 Jugendlecher (Alter 12 – 18 Joer) ausgedréckt mat DSM-V IGD Scoring. Ënner hinne goufen 251 (168 Männercher an 83 Weibchen) als IGD diagnostizéiert no den DSM-V Kritären (8). E Gesamt 91 Individuen (49 IGDs an 42 Kontrollen) hunn d'informéiert Zoustëmmung fir dës Studie geliwwert. Dorënner goufen véier Persounen ausgeschloss no den Exklusiounskriterien. Endlech goufen 87 Individuen (45 IGD Sujeten an 42 gesond Kontroll Individuen) fir dës Etude ageschriwwen. Ënner hinnen, 51 Participanten (25 IGD Patienten an 26 Kontrollen) goufen als Entdeckungsset vun 2014 op 2016 rekrutéiert. Déi aner 36 Participanten (20 IGD Patienten an 16 Kontrollen) goufen als onofhängeg Validatiounsset aus 2016 rekrutéiert. All Participanten ware Koreanesch Eenzelpersounen, ageschriwwen aus Seoul St. Mary's Hospital (Seoul, Südkorea) a Seoul National University Boramae Hospital (Seoul, Südkorea). All Participanten hunn e strukturéierte Interview vun engem Psychiater gemaach op Basis vum koreanesche Kiddie-Zäitplang fir affektiv Stéierungen a Schizophrenia (K-SADS-PL) (20). All Participanten hunn de Block Design a Vocabulary Subtests vun der Koreanesch-Wechsler Intelligenz Skala fir Kanner ofgeschloss, 4th Editioun (K-WISC-IV) (21). Impulsivitéit gouf duerch Barratt Impulsivitéit Skala (BIS) bewäert (22). Behavioral Inhibition System (BInS) a Behavioral Activation System (BAS) Skalen goufen gemooss fir d'Perséinlechkeet Dimensioun ze bewäerten (23). Ausgrenzungskriterien abegraff vergaang oder aktuell gréisser medizinesch Stéierunge (z. B. Diabetis mellitus), neurologesch Stéierungen (z. B. Krampfwiesselungen, Kappverletzung), psychiatresch Stéierungen (z. B. gréisser Depressiounsstörung, Besuergnëssstéierunge), mental Retardatioun, oder iergendeng Substanzmëssbrauch (z. B. , Tubak, Cannabis, Alkohol). Déi allgemeng Charakteristike vun de Studien Themen sinn an der Tabell zesummegefaasst Table1.1An. Dës Studie gouf vum Institutional Review Board vum Katholike University Medical College vu Korea (MC16SISI0120) guttgeheescht. All Participanten an hir Elteren hu schrëftlech Erlaabnes kritt.
Table 1
Allgemeng Charakteristike vun de Studien Themen.
Entdeckung | Validatioun | Kombinéiert | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Kontroll | IGD | Pgewisen | Kontroll | IGD | Pgewisen | Kontroll | IGD | Pgewisen | |
N | 26 | 25 | 16 | 20 | 42 | 45 | |||
Alter (Joer) | |||||||||
Median (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 |
Deeglech Internet Spillstonnen (h) | |||||||||
Median (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 |
Mountlecht Stot Akommes (Milliounen KRW) | |||||||||
Median (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 |
Edukatioun (Joer) | |||||||||
Median (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: Block Design | |||||||||
Median (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: Vocabulaire | |||||||||
Median (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 | |||||||||
Median (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 | |||||||||
Median (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 | |||||||||
Median (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 |
BInS | |||||||||
Median (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, Internet Spillstéierunge Patienten; KS, Koreanesch Internet Sucht Proneness Skala; BIS, Barratt Impulsivitéit Skala; BAS, Verhalensaktivéierungssystem; BInS, Verhalensinhibitioun System; KRW, Koreanesch Won.
aP <0.05 (Mann – Whitney – Wilcoxon Test).
TaqMan Low Density miRNA Array (TLDA) Experimenter
Periphere Blutt gouf vun all Participant gesammelt an an de Laboratoire bannent 4 h transferéiert fir d'Blutt Zell Lysis ze minimiséieren. D'Spuer gouf bei 3,000 rpm fir 10 min bei Raumtemperatur centrifugéiert. Duerno gouf Supernatant (Plasmaschicht) gesammelt ouni d'Bluttzellen ze kontaminéieren. Circuléierend miRNAs goufe mat TaqMan miRNA ABC Purification Kit (Human Panel A; Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) extrahéiert no der Instruktioun vum Hiersteller. Kuerz gesot, 50 µL Plasma Echantillon an 100 µL ABC Puffer goufen gemëscht. No Hybridiséierung mat zielspezifeschen Anti-miRNA magnetesche Perlen, goufen ofgeschnidden zirkuléierend miRNAs aus de Perlen mat 100 µL Elusiounsbuffer eluéiert. An der Entdeckungsphase goufen 381 miRNAs aus 51 Plasma Proben (25 IGDs an 26 Kontrollen) iwwerpréift mat dem TaqMan miRNA ABC Purification Kit (Human Panel A; Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) no den Instruktioune vum Hiersteller. Megaplex Récktranscriptioun a Pre-Amplifikatiounsreaktiounen goufen ausgefouert fir d'Quantitéit vun cDNA fir miRNA Ausdrock Analyse ze erhéijen andeems MegaplexPreAmp Primers Human Pool A an TaqManPreAmp Master Mix (Thermo Fisher Scientific) benotzt goufen. Den TLDA-Panel A v2.0 (Thermo Fisher Scientific) gouf am ViiA7 Echtzäit PCR System (Thermo Fisher Scientific) ausgefouert fir den Ausdrock vun de miRNAs ze bewäerten. Raw data goufe mat ExpressionSuite Software v1.0.4 (Thermo Fisher Scientific) veraarbecht fir Ct Wäerter fir all miRNA ze bestëmmen.
Donnéeën Analyse fir TLDA
Mir hunn d'éischt Schwellenzyklen (CT-Wäert) vun all miRNA gemooss. miRNAs mat engem CT Wäert & GT; 35 goufen als undetectable considéréiert an aus Kierzunge Analyse ausgeschloss. All CT Wäerter goufen op de CT Wäert vum Mir-374b (ΔCt Wäert) normaliséiert, ee vun de stabelsten ausgedréckte miRNAs déi am mënschleche Plasma zirkuléieren (24). E log2 Fold-Change-Verhältnis (ΔΔCt-Wäert) vun der Ausdrock gouf mat mëttel Wäerter vu Kontroll Echantillon als Kalibrator am HTqPCR Package am Bioconductor berechent (25). Der relativer Quantification (RQ) vun all miRNA Zil war als 2 definéiert−ΔΔCtAn. Fir hypothetesch Tester vum Ënnerscheed am Ausdrock tëscht zwou Gruppen hu mir surrogat Variabel Analyse (SVA) ugewannt fir heterogeneities wéi Batch Effekter an den Experimenter mat der sva Package a Bioconductor (26). miRNAs mat engem P-Wäert & Si besteet; 0.05 als bedeitend anescht tëscht zwou Gruppen ze ginn.
Gene Set Beräicherung Analyse
Fir Gene Set Anrikungsanalyse hu mir ToppFun an ToppGene Suite benotzt (27) fir bedeitend beräichert Gene Ontologie (GO) ze soen.28) Begrëffer, Werdegang, a Krankheetsbedingunge. Als Input fir dës Approche hu mir 1,230 virausgesot Zilgen vun de Kandidat miRNAs benotzt. Pathway Analyse gouf benotzt fir bedeitend Weeër vun de virausgesaten Zilgen no de KEGG, BioCarta, Reactome, GeneMAPP, an MSigDBin den ToppGene Weeër ze fannen. D'Bedeitung vu funktionelle Beräicherungsbedingunge gouf op der Bonferroni-ugepasst bestëmmt P-Wäertung.
Quantitative Reverse Transkriptiouns PCR (qRT-PCR) Validatioun a Replikatioun
Fir d'10 miRNAs ze validéieren, déi anescht an der Entdeckungsstadie ausgedréckt goufen, gouf qRT-PCR mat dem TaqMan MicroRNA Assay (miR-15b-5p, #000390; miR-26b-5p, #000407; miR-29, miR-3, 000413; miR-125b-5p, #000449; miR-200c-3p, #002300; miR-337-5p, #002156; miR-411-5p, #001610; miR-423 # 5-002340 -483p, #5; a miR-002338-652p, #3) an de ViiA002352 System (Life Technologies) no dem Protokoll vum Hiersteller. Zéng Nanogramm vun insgesamt RNA goufen zum éischten-Strang cDNA mat miRNA-spezifesche Primeren ëmgerechent mat dem TaqMan MicroRNA Reverse Transkriptiouns Kit (#7, Life Technologies), gefollegt vun Echtzäit PCR mat TaqMan Proben. De RQ vun all miRNA war als 4366596 definéiert−ΔCt, wou ΔCt den Ënnerscheed an der Schwellzyklus fir d'Muster ass an der Fro, normaliséiert géint d'endogene miRNA (miR-374b-5p, #001319). All PCR Reaktiounen goufen am Triplikat duerchgefouert, an hir Ct Wäerter goufen averaged. Mir hunn e log2 Fold-Change-Verhältnis (ΔΔCt) vun all miRNA op déi selwecht Manéier berechent wéi an der Array-baséiert Analyse. En net-parametresche Mann-Whitney-Wilcoxon Test gouf gemaach fir d'Ënnerscheeder an den Ausdrockniveauen vu miRNAs an zwou Gruppen mat enger Schwellzäit ze testen P-Wäerter vum 0.05.
Western Blot Analyse
All Serum Probe gouf fir d'éischt aus den Top 14 High-Heefegkeet-Proteinen depletéiert (Albumin, Immunoglobulin G, Immunoglobulin A, Serotransferrin, Haptoglobin, alpha-1 Antitrypsin, Fibrinogen, Alpha-2 Macroglobulin, Alpha-1 Sauer Glycoprotein Immun, , apolipoprotein A-II, komplementär C3, an transthyretin) mat der MARS-14 Kolonn (4.6 × 50 mm, Agilent Technology, Santa Clara, CA, USA) virun der Western blot Analyse benotzt. Déi ongebonnen Fraktioun kritt aus der MARS-14 Kolonn gouf mat engem Amicon Ultracel-3 Zentrifugalfilter (3 kDa Ausschnëtt) konzentréiert, an dann ass d'Protein Konzentratioun mat der Bicinchonininsäure Method bestëmmt. Déiselwecht Quantitéiten (vu 10 bis 30 µg) vu Kontroll- an IGD Serum Echantillon goufen op enger 4 – 20% Mini-PROTEAN TGX Pre-Gel (Bio-Rad, CA, USA) getrennt a se op eng Polyvinylidendiffluoridmembran transferéiert. Als nächst gouf d'Membran an TBS-T (190 mM NaCl, 25 mM Tris – HCl, pH 7.5, an 0.05% Tween 20) mat 5% net-fett trocken Mëllech bei Raumtemperatur fir 30 min blockéiert. D'Membranen goufen duerno mat primäre Antikörper géint DPYSL2 (1: 500, Novus Biologs, Littleton, CO, USA), GABRB2 (1: 1000, 1: 1, XzUMX: 100, Xz , Inc., Santa Cruz, CA, USA), DUSP4 (1: 500, MybioSource, San Diego, CA, USA), a PI15 (1: 500, MybioSource, San Diego, CA, USA) an TBS-T mat 5 % net-fett trocken Mëllech bei 4 ° C Iwwernuechtung, an dann mat passenden sekundären Antikörper entweder bovin Anti-Maus (1: 1,000, Santa Cruz Biotechnology) oder Geess Anti-Kanéngchen (1: 1,000, Cell Signaling, Beverly, MA, USA ) konjugéiert mat Meerrettich Peroxidase bei Raumtemperatur fir 1 h. Signal Detektioun gouf mat Chemilumineszenz mat ECL Reagens gemaach (GE Gesondheetswiesen, Piscataway, NJ, USA). Mir quantifizéiert déi westlech blot Resultater mat der TotalLab 1D Analysesoftware (Non-linear Dynamics, Newcastle upon Tyne, UK). Dunn, war den densitometry Verhältnis Wäert berechent andeems Dir d'Densitometry Wäert vun all Echantillon huet wéi soss anzwëschen beschriwwen (29). Als Kontroll fir d'Normaliséierung gouf e serum Probe aus 46 IGD a Kontroll Proben fir all Experiment benotzt. Statistesch Bedeitung gouf mat engem net-parametresche Mann-Whitney-Wilcoxon Test mat enger Schwellbunn festgeluecht P-Wäerter vum 0.05.
Resultater
Charakteristike vun de Studie Sujete
D'demographesch a klinesch Charakteristike vun de Studien Themen sinn an der Tabell gewisen Table1.1An. Wa mir d'IGD a Kontrollgruppen vergläichen no der koreanescher Internet Sucht Proneness Skala (K-Skala) wéi soss beschriwwen (20, 30), huet d'IGD Grupp e wesentlech méi héije Median K-Skala Wäert gewisen wéi d'Kontrollgrupp (37 vs. 24, P = 3.81 × 10-6) (Tabelle (Table1) .1). Median wöchentlech Zäit fir Internetgaming am IGD Grupp verbruecht war wesentlech méi laang wéi déi vu Kontrollen (18 vs. 5.25 h, P = 1.27 × 10-6). Woubäi et kee wesentlechen Ënnerscheed tëscht zwou Gruppen am Alter, monatlecht Haushalt Akommes, Dauer vun der Ausbildung, Block Design, a Vokabulär Subtest Resultater vun der K-WISC, BIS, BInS, a BAS.
Differenziell ausgedréckt miRNAs tëscht IGD a Kontrollen
Fir IGD-assoziéiert miRNAs z'entdecken, hu mir eng zwee-Etapp (Entdeckung an Onofhängeg Validatioun) Approche ugeholl. De Studie Design an d'Gesamtstrategie ginn an Figur S1 an Zousazmaterial illustréiert. An der Entdeckungsstuf, analyséiere mir miRNA Ausdrock Profiler vun 51 Echantillon (25 IGDs an 26 Kontrollen) mat der miRNA Array mat 384 miRNAs. Ausdrockniveau vun 10 miRNAs goufen fonnt wesentlech anescht tëscht der IGD a Kontrollgruppen (Table.) (Table2) .2). Relative Ausdrockniveauen vun dësen 10 miRNAs ginn an Figur gewisen Figure1.1An. Ënner hinne goufen zwee (hsa-miR-423-5p an hsa-miR-483-5p) upreguléiert an aacht (hsa-miR-15b-5p, hsa-miR-26b-5p, hsa-miR-29b-XNX, hsa-miR-3b-125p, hsa-miR-5c-200p, hsa-miR-3c-337p, hsa-miR-5-411p, an hsa-miR-5-652p) goufen am IGD Grupp erofreguléiert.
Table 2
Differenziell ausgedréckt MicroRNAs (miRNAs) a klappt Ännerungen.
miRNA | Entdeckung | Validatioun | Kombinéiert | |||
---|---|---|---|---|---|---|
Pgewisen | Fold Ännerung | Pgewisen | Fold Ännerung | Pgewisen | Fold Ännerung | |
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 bedeitend a béid Entdeckung a Validéierungssets op eng konsequent Manéier geännert.
qRT-PCR Validatioun vun de Kandidat miRNAs
Fir d'10 Kandidat miRNAs ze validéieren, hu mir qRT-PCR mat engem onofhängege Confirmatiouns-Set (20 IGDs an 16 Kontrollen) (Table S1 an Zousazmaterial) gemaach. Dräi vun dësen miRNAs (hsa-miR-200c-3p, hsa-miR-26b-5p, an hsa-miR-652-3p) goufen bedeitend an der IGD Grupp vun der Confirmatiouns Set (Table) (Table2) .2). Dräi aner miRNAs (hsa-miR-337c-5p, hsa-miR-125b, an hsa-miR-423-5p) goufen och an der IGD Grupp downreguléiert awer net signifikant. Rescht véier miRNAs (hsa-miR-15b-5p, hsa-miR-29b-3p, hsa-miR-411-5p, an hsa-miR-423-5p) goufen oppositely ausgedréckt an de Confirmatiouns-Set. Wa mir d'Entdeckungs- an d'Validatiounssets kombinéiert hunn (insgesamt 45 IGD Sujeten an 42 Kontrollen), waren déi dräi validéiert miRNAs konsequent bedeitend (Table (Table2) .2). Detailléiert Informatioun, chromosomal Lokatiounen, reife Sequenzen, an Ausdrockniveauen an der CNS vun dësen dräi miRNAs sinn an der Table S2 an Zousazmaterial verfügbar.
Synergisteschen Effekt vun der Simultaner Verännerung vun den Dräi miRNAs op IGD Risiko
Fir de kombinéierten Effekt vun den dräi miRNAs ze bewäerten, hu mir d'Chanceverhältnesser (ODER) vun de véier Ënnergruppen (mat 0, 1, 2, oder 3 miRNA Ännerungen) beobachtet. miRNA Ännerung war vum RQ Wäert definéiert wéi an der Rubrik beschriwwen "Materialien an Methoden. “Well all dräi MiRNA Markéierer am IGD Grupp erofreguléiert goufen, gouf e miRNA deem säi RQ Wäert ënner engem war als verännert een definéiert. Detailléiert Informatioun vun all RQ-Wäert vum Renseignement fir déi dräi miRNAs ass an der Tabell S3 an Zousazmaterial verfügbar. Fir all Ënnergrupp goufen Quoten als de Verhältnis vun der Unzuel u Kontrollen zu deem vun IGDs berechent, da gouf all ODER duerch d'Codéier vun all Ënnergrupp mat odds vun der Ënnergrupp berechent ouni miRNA Ännerungen. Perséinlech mat dräi miRNA Ännerunge weisen e Risiko 22 Mol méi héich wéi déi ouni miRNA Ännerung (ODER 22, 95% CI 2.29 – 211.11). OR huet en ëmmer méi Trend mat der Zuel vun de verännerte miRNAs vun 0 bis 3 gewisen (r2 = 0.996) (Figure (Figure22).
GO a Passerelle Analyse vun Zilgenen vun de Kandidat miRNAs
Fir Asiicht an d'Funktioune vun den dräi miRNA Marker wesentlech erof ze regléieren an der IGD Grupp, goufen hir Zilgenen mat der miRWalk 2.0 Datebank virausgesot (31). Eng Gesamt 1,230 Gene goufe konsequent als downstream Ziler vu véier Algorithmen (miRWalk, miRanda, RNA22, an Targetscan) virausgesot mat der miRWalk Datebank (32-34) (Table S4 an Zousazmaterial). Gene Set Beräicherung Analyse mat ToppFun an ToppGene Suite benotzt huet gewisen datt d'Zilgenen vun deenen miRNAs wesentlech mat neuralen Entwécklungsweeër verbonne waren, wéi "Axon Leedung" a GO Begrëffer wéi "Neurogenese" (Table S5 an Zousazmaterial).
Ausdrock vun de virausgesaten Zilgenen
Ënnert de Stroumziler Genen vun den dräi miRNAs goufen 140 gläichzäiteg fir zwee oder méi miRNAs virausgesot (Table S4 an Zousazmaterial). Fir ze entdecken ob hir Proteinausdréckniveauen vun den ënneschten Zilergener tëscht der IGD a Kontrollgruppen ënnerschiddlech sinn, hu mir 2 Genen (DUSP4 an PI15), déi als downstream Ziler vun all 3 miRNAs an zousätzlech 3 Genen virausgesot ginn (GABRB2, DPYSL2, an CNR1) vun deenen virausgesot fir 2 miRNAs an hunn Western blot Analyse mat de Plasma Echantillonen aus 28 IGDs an 28 Kontrollen zur Verfügung gestallt fir den Experiment. Mir vergläichen d'Ausdrock vun de fënnef Ziler tëscht der IGD a Kontrollgruppen andeems d'Bandintensitéit an d'Gebitt gemooss goufen wéi soss beschriwwen (29). Ënner hinnen hunn d'Expressiounsniveauen vun DPYSL2 (28 IGDs an 28 Kontrollen, P = 0.0037) an GABBR2 (27 IGDs an 28 Kontrollen, P = 0.0052) ware wesentlech méi héich an der IGD Grupp (Figure (Figure3) .3). Mir konnten awer d'Differenziell Ausdréck vum CNR1 net observéieren (P = 0.0853), DUSP4 (P = 0.5443), an PI15 (P = 0.6346).
Diskussioun
Et gouf bericht datt miRNAs an der neuronaler Entwécklung involvéiert sinn (35, 36), an Differentialausdrock vu Gehir miRNAs ginn a psychiatresche Krankheeten beobachtet wéi Schizophrenia (37). Dofir ass et plausibel datt zirkuléiere miRNA Profiler nëtzlech Biomarker fir IGD sinn. Circuléierend miRNAs goufen als Biomarker virgeschloen fir neuropsychiatresch Stéierungen (38-40); awer déi molekulare Mechanismen hannert der IGD Entwécklung sinn nach ëmmer gréisser onbekannt trotz senger klinescher a sozialer Wichtegkeet. Speziell goufen et keng Studien iwwer IGD-assoziéiert miRNAs. D'Zil vun dëser Etude war zweedäiteg. Als éischt hu mir probéiert Plasma miRNAs mat IGD assoziéiert ze entdecken. Zweetens hu mir d'biologesch Implikatioun vun de miRNA Kandidaten evaluéiert andeems mir Proteinausdrock an GO vun downstream Zilgenen ermëttelen. Duerch Genome-breet Duerchmusterung vu miRNA Ausdrock Profiler an Downstream Validatioun vun de Kandidaten, entdeckt mir dësen Ausdrock vun dräi miRNAs (hsa-miR-200c-3p, hsa-miR-26b-5p, an hsa-miR-652-3p) wesentlech méi déif bei IGD Patienten wéi Kontrollen. Och wann den Ausdrock Musteren vun anere siwe miRNA Kandidaten net an der Confirmatioun replizéiert goufen, kann et falsch negativ sinn duerch kleng Probe Gréisst an dëser Etude. Fir eis Wëssen, ass dëst deen éischte Bericht iwwer d'Méiglechkeet datt Blutt miRNA Ausdrock Profiler nëtzlech Biomarker fir IGD kéinten. Kombinatioun vun den dräi miRNA Markéierer kéint als minimally invasiv Mëttel fir fréi Identifikatioun vu Leit mat Risiko fir IGD déngen.
D'MYRNAs, déi an dëser Etude identifizéiert goufen, goufen bericht an verschidden neuropsychiatresch Stéierunge involvéiert. Ausdrock vun hsa-miR-200c a Blutt ass gemellt ginn a verschidde psychiatresch Stéierunge wéi Schizophrenie erofreguléiert ze ginn (41) a gréisser depressiv Episoden (42). miR-200c gouf gemellt fir méi héich ausgedréckt a synaptesche Fraktiounen wéi am Ganzen Forebrain (43) an och mam neuronalen Zell Doud verbonne ginn (44). Baséierend op dëse fréiere Berichter ass miR-200c an Neurodevelopment involvéiert a kann mat neuropsychiatresche Stéierunge verbonne sinn, wann säin Ausdrock verletzt ass. Verschidde Studien hunn eng Associatioun tëscht miR-652 a Risiko fir neuropsychiatresch Stéierunge proposéiert. Ähnlech mat eiser Approche, Bluttbiomarkéierer fir Schizophrenie z'identifizéieren, Lai et al. duerchgefouert TLDA Analyse mat schizophrenia Patienten an normalen Kontrollen, a fonnt datt siwe miRNAs dorënner hsa-miR-652 anescht a schizophrenia Patienten ausgedréckt goufen (45). An der spéiderer Studie hunn se e Prognostismodell mat der miRNA Ausdrock Daten entworf an erfollegräich Schizophrenie vun der normaler Kontroll ënnerscheet (46). Geännert Ausdrock vun hsa-miR-652 gouf och bei Alkoholiker observéiert (47). Hsa-miR-26b gouf fonnt fir aktivéiert ze ginn während neuronal Zell-Differenzéierung (48). Perkins et al. huet gemellt datt hsa-miR-26b an der prefrontaler Cortex vu schizophrenie Patienten downreguléiert gouf (49).
Och wann et keen direkten Beweis ass fir d'Bezéiung tëscht dem perturbed Ausdrock vun dësen miRNAs an der Pathophysiologie vun IGD z'ënnerstëtzen, kënne mir ofleeden datt Dysreguléierung vun dësen miRNAs mat der Pathophysiologie vun IGD verbonne kënne ginn op Basis vu verschiddene fréiere Berichter iwwer den Downstream Genen, déi mir virausgesot hunn An. E puer vun den Downstream Genen vun den dräi miRNAs wéi GABRB2, CNR1, NRXN1, an DPYSL2 ginn gemellt mat neuropsychiatresche Stéierungen ze hunn. Gamma-Aminobutyrinsäure (GABA) ass e wichtegen hemmende Neurotransmitter an der ZNS. Dysreguléierung vum GABA Rezeptor, ass implizéiert bei neuropsychiatresche Stéierungen abegraff Sucht, Angscht an Depressioun (50), déi och d'Haaptmerkmale vun der IGD sinn (8). Genetesch Polymorphismen am GABA Rezeptor Genen gi gemellt mat Alkoholsucht a Schizophrenie verbonne ginn (51, 52). Dihydropyrimidinase-ähnlech 2 (DPYSL2) ass e Member vun der Kolpspsin-Äntwert Mediatiounsprotein Famill, déi eng Roll spillt an der microtubule Versammlung, synaptescher Signalisatioun, a Reguléierung vum axonale Wuesstum. Dofir ass dëse Molekül als Biomarker fir psychiatresch Stéierunge proposéiert ginn (53, 54). Polymorphismus an der DPYSL2 gen war och gemellt mat der Alkoholverbraucherkrankung verbonne sinn (55). Virdru Berichter an eis Daten suggeréieren datt Iwwerausdrockung vu GABRB2 an DPYSL2, downstream Ziler vun den downreguléierte miRNAs, Implikatioune fir d'Pathogenese vun neuropsychiatresche Stéierungen abegraff IGD. Cannabinoid Rezeptor Typ 1 (CNR1) ass e presynaptesche heteroreceptor deen Neurotransmitter Verëffentlechung a Stéierunge bei der Cannabinoid Signalisatioun moduléiert mat verschidden neuropsychiatresche Stéierungen assoziéiert (56). Genetesch Polymorphismus vun CNR1 gen ass bekannt mat der Substanzabhängegkeet bei de Kaukaser verbonne ginn (57). An engem Ratmodell, Aktivéierung vum ventralen Hippocampus CNR1 stéiert normal sozialt Verhalen a Erkenntnis (58). Genetesch Verännerung an der NRXN Famill ass bekannt fir verschidden neuropsychiatresch Stéierunge mat abegraff Sucht involvéiert ze sinn (59).
Fir d'biologesch Implikatioun vun den dräi miRNA Kandidaten op eng méi direkt Manéier ze ënnersichen, hu mir Proteinausdrock vun hiren downstream Zilgenen exploréiert. Wéinst der limitéierter Disponibilitéit vu Plasma Echantillonen, vun den 140 gemeinsame Kandidaten (virausgesot wéi ënnen vum 2 oder méi miRNAs), hu mir 5 Ziler (GABRB2, DPYSL2, CNR1, DUSP4, a PI15) duerch Western blot ënnersicht a bestätegt deen Ausdrock vun GABRBXN an DPYSL2 war wesentlech méi héich an der IGD Grupp. Virdru Berichter an eis Daten suggeréieren datt Iwwerausdrockung vu GABRB2 an DPYSL2, downstream Ziler vun den downreguléierte miRNAs, kann Implikatioune fir d'Pathogenese vun neuropsychiatresche Stéierunge mat IGD hunn. D'Resultater vun GO a Wee Analyse vun neuralen Entwécklungsweeër ënnerstëtzen och déi neurobiologesch Implikatioun vun den miRNA Markéierer. Eng aner interessant Sich war de synergisteschen Effekt vun der simultaner Verännerung vun de miRNAs. Perséinleche mat Downreguléierung vun all 2 miRNAs hunn 3 Mol méi héich Risiko gewisen wéi déi ouni Downregulatioun, an d'OR ginn op eng Dosis-ofhängeg Manéier eropgaang. Och wa CI fir dës dräi Ännerunge breet sinn duerch eng limitéiert Probe Gréisst, ass déi kloer positiv Korrelatioun (r2 = 0.996) ënnerstëtzt de synergisteschen Effekt vun den dräi miRNAs.
Och wa mir d'IGD-assoziéiert miRNA Markéierer entdeckt hunn an Individuen mat allen dräi miRNA Verännerungen e Risiko haten 22 Mol méi héich wéi déi ouni miRNA Verännerungen, ginn et e puer Aschränkungen an dëser Etude. Als éischt huet déi kleng Probe Gréisst d'Geleeënheet erhéicht fir aner bedeitend MiRNA Marker ze fehlen. Zweetens, well eis Daten net genuch waren fir ze klären ob de Plasma miRNA Profiler entweder Ursaach oder Effekt sinn, kënne mir d'biologesch Rollen vun dësen net-invasiv Markéierer an engem klineschen Ëmfeld bestätegen. Weider MiRNA-Profiling an hir downstream Genanalyse mat mënschlecher Gehirngewebe aus Gehirngewebe Bank mat enger méi direkter Äntwert ginn. Gehir Tissue Analyse mat engem Spillstéierunge Déiermodell wier och hëllefräich. Drëttens, wéinst der limitéierter Disponibilitéit vu Plasma Echantillon, hu mir nëmme fënnef downstream Kandidat Molekülle iwwerpréift. Méi Downstream Ziler mat engem méi groussen Echantillon erfuere géifen hëllefe fir de molekulare Mechanismus vun IGD weider ze verstoen.
Zesummefaassend, duerch Genome-breet Duerchmusterung vu miRNA Ausdrock Profiler an onofhängeger Validatioun, entdeckt mir dräi IGD-assoziéiert miRNAs (hsa-miR-200c-3p, hsa-miR-26b-5p, an hsa-miR-652-3p). Vill vun hiren Downstream Genen ginn bericht an verschidden neuropsychiatresch Stéierunge involvéiert ze sinn, an experimenteller Validatioun vun verännerter Ausdrock vun dësen Downstream Genen ënnerstëtzt d'Implikatioun vun de miRNAs, déi an dëser Etude identifizéiert goufen. Mir hu festgestallt datt Personnagen mat Downregulatioun vun allen dräi miRNA mat héije Risiko fir IGD sinn. Zesumme mat de bekannte klineschen oder ökologeschen Risikofaktoren an diagnostesche Kritären, kënnen eis Resultater fréi Interventioun erliichteren fir Leit mat engem méi héije Risiko vun IGD ze hëllefen.
Ethik - Erklärung
Dës Studie gouf vum Institutional Review Board vum Katholike University Medical College vu Korea (MC16SISI0120) guttgeheescht. All Participanten an hir Elteren hu schrëftlech Erlaabnes kritt.
Autor Contributeuren
ML an HC bäidroen gläich zu dësem Pabeier. ML, D-JK, an Y-JC hunn d'Etude entworf. SJ, S-MC, YP, DC, a JL hunn Experimenter an Daten Generatioun gemaach. J-WC, S-HP, J-SC, an D-JK hu Bluttprouwen a klinesch Informatioun gesammelt. ML, HC, S-HY, an Y-JC analyséiert Daten. ML, HC, S-HY, an Y-JC beschriwwen d'Manuskript. Y-JC huet de Projet iwwerwaacht.
Konflikt vun der Zënssazéierung
D'Auteuren deklaréieren datt d'Fuerschung an der Verôffentlechung vu kommerziellen oder finanzielle Bezéiungen, déi als potenzielle Konflikt vun Interesse entwéckelt ginn kënne gemaach ginn.
Noten
Finanzéierungen. Dës Aarbecht gouf mat engem Zouschlag vum Brain Research Programm duerch d'National Research Foundation of Korea (NRF) ënnerstëtzt, finanzéiert vum Ministère fir Wëssenschaft an ICT an Zukunftsplanung (NRF-2015M3C7A1064778).
Ergänzungsmaterial
Den Ergänzungsmaterial fir dësen Artikel fannt Dir online http://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyt.2018.00081/full#supplementary-material.
Referenze