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急性心肌梗死患者外周血NO-PGC1α线粒体生物合成通路相关基因的表达及其临床意义  PDF

  • 壮婷
  • 杨帆 ✉
常州市第二人民医院 急诊科， 江苏 常州 213000

中图分类号： R542.22

最近更新：2022-11-10

DOI： 10.3969/j.issn.1005-8982.2022.12.014

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摘要

目的

探讨急性心肌梗死（AMI）患者外周血一氧化氮-过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α（NO-PGClα）线粒体生物合成通路相关基因的表达及其临床意义。

方法

选取2019年5月—2021年6月常州市第二人民医院收治的AMI患者103例为AMI组，另取同期该院健康体检者69例为对照组。收集两组基本资料，采用实时荧光定量聚合酶链反应测定外周血NO-PGC1α线粒体生物合成通路的相关基因NO-PGClα、精氨酸酶2（Arg2）、一氧化氮合酶1（NOS1）mRNA的表达。分析AMI组不同病情患者NO-PGClα、Arg2、NOS1 mRNA相对表达量，分析影响AMI发生的因素，分析NO-PGClα、Arg2、NOS1 mRNA相对表达量预测AMI发生的价值。

结果

重度狭窄组外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量高于中、轻度狭窄组（P <0.05），中度狭窄组NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量高于轻度狭窄组（P <0.05）。多因素Logistic回归分析结果显示，NO-PGC1α mRNA［O^R=3.873（95% CI：1.594，9.412）］、NOS1 mRNA［O^R=4.267（95% CI：1.756，10.371）］、Arg2 mRNA［O^R=4.518（95% CI：1.859，10.979）］是影响AMI发生的独立因素（P <0.05）。ROC曲线结果表明，外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA及3者联合预测AMI发生的敏感性分别为70.87%、71.84%、75.73%和70.87%，特异性分别为73.91%、72.46%、71.01%和91.30%，曲线下面积分别为0.764、0.742、0.759和0.908。

结论

外周血NO-PGC1α线粒体生物合成通路的相关基因NO-PGClα、Arg2、NOS1 mRNA与AMI发生有关，3者联合预测AMI发生效能良好，且NO-PGClα、Arg2、NOS1 mRNA表达可能与AMI患者病情有关。

急性心肌梗死（acute myocardial infarction, AMI）是心血管疾病死亡的主要原因，多发于老年人，具有发病急、进展快的特点[

1-2]。早期有效预测AMI的发生、尽早开展防治措施对降低AMI死亡风险意义重大，但目前临床缺乏新型早期有效预测AMI发生的高效、客观的生化指标。已有报道显示，血清外连素[3]、高敏C反应蛋白[4]与多数AMI发生相关，但目前临床预测AMI仍不理想[5]，迫切需求更多可安全、高效、客观地预测AMI发生的生化标志物，以便指导早期治疗，改善预后。

AMI患者冠状动脉供血不足，导致心肌细胞出现不可逆转损伤。近期有研究显示，心肌细胞损伤与过量活性氧有关[

6]。一氧化氮-过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α（nitric oxide-peroxisome proliferator activated receptor γ coactivator 1α, NO-PGClα）线粒体生物合成通路蛋白是线粒体生物发生的重要蛋白质，NO-PGC1α可通过促进线粒体氧化代谢，生成活性氧[7]。线粒体功能生物合成障碍与多种心血管疾病有关[8-9]。一氧化氮NO作为维持心血管内环境稳定的重要分子之一，NO信号通路分子精氨酸酶2（arginase 2, Arg2）、一氧化氮合酶1（nitric oxide synthase 1, NOS1）可通过竞争底物L-精氨酸调节NO，生成的NO可能通过调节NO-PGC1α表达调控线粒体生物合成，影响AMI的发生。目前国内尚未见外周血NO-PGC1α线粒体生物合成通路相关基因表达与AMI发生关系的报道。

1 资料与方法

1.1　一般资料

选取2019年5月—2021年6月常州市第二人民医院收治的AMI患者103例为AMI组。其中男性59例，女性44例；年龄45～80岁，平均（63.84±7.01）岁。另取同期该院健康体检者69例为对照组,男性36例，女性33例；年龄47～80岁，平均（61.95±6.89）岁。本研究经医院医学伦理委员会批准，患者及家属自愿签署知情同意书。

1.2　纳入与排除标准

1.2.1　纳入标准

①AMI组符合《急性心肌梗死诊断和治疗指南》[

10]AMI诊断标准，对照组经病史、心电图、心肌标志物及冠状动脉造影等证实无心肌梗死病变；②AMI组发病至入院时间< 12 h。

1.2.2　排除标准

①伴有血管畸形病变、代谢性脑病、中枢神经系统感染、颅内器质性病变；②近期使用糖皮质激素、免疫抑制剂、抗凝药物等；③伴有外周神经疾病、精神性疾病、认知功能障碍者；④肝、肾等重要脏器功能严重障碍；⑤伴有脑卒中史、严重免疫缺陷、传染性疾病、血液系统疾病、恶性肿瘤、胸部外伤史、血液透析史等；⑥妊娠及哺乳期女性；⑦近期出现急性感染；⑦依从性差；⑧无法配合完成本研究者。

1.3　资料收集

收集两组基本资料及AMI入院治疗前、对照组体检时生化指标，包括性别、年龄、体质量指数（body mass index, BMI）、基础疾病、吸烟史、饮酒史、甘油三酯（Triglycerides, TG）、总胆固醇（total cholesterol, TC）、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol, HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol, LDL-C）、丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase, ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase, AST）、总胆红素、血肌酐、尿酸、尿素氮、血乳酸、白细胞计数（white blood cell, WBC）、血小板计数（Platelets, PLT）、纤维蛋白原、基质金属蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9, MMP-9）、脂蛋白相关磷脂酶A2（lipoprotein-associated phospholipase A2, LP-PLA2）、心肌肌钙蛋白Ⅰ（cardiac troponin Ⅰ, cTnⅠ）。

1.4　实时荧光定量聚合酶链反应检测外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA的表达

AMI组入院治疗前、对照组体检时抽取静脉血液5 mL贮存于肝素抗凝管中，采用QIACEN RNeasy Mini试剂盒提取血中总RNA，microRNA Isolation Kit试剂盒（美国Bio-Rad公司）分离RNA，Superscript RT Kit试剂盒（上海远慕生物科技有限公司）逆转录成cDNA，SYBR Green PCR master Mix试剂盒（大连宝生生物工程公司有限公司）进行实时荧光定量聚合酶链反应（quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR），在PCR仪上（美国ABI公司7500 Fast Real-Time PCR System PCR）测定外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA的表达[

11]。反应体系20 μL：基因组DNA 1 μL、正反向引物各0.5 μL、PCR缓冲液10 μL、蒸馏水8 μL。反应条件：95℃预变性3 min，95℃变性15 s，60℃退火30 s，70℃延伸30 s，共40个循环。以Ct值为基础，2-ΔΔCt法计算mRNA相对表达量。内参选用GAPDH，qRT-PCR引物序列见表1。

表1  qRT-PCR引物序列
基因引物序列（5'-3'）引物长度/bp
GAPDH 正向： AAGGTTTCTGGTTCAGGCGTGG 19
反向： GCGTGGTCAGGACGTTCGTGT-3'
PGC1α 正向： GGAGTGGCAGACGTCACTCGGTAGAG 200
反向： GCTAGCATCTAGGCTCCTGTAGG
NOS1 正向： GTGGCTGGAAGCGAGAATCGTAAAG 20
反向： GTGCGGGCAAAGATCGCCGTGATGG
Arg2 正向： 5'-TCAGGCAAGAGCGGCGAGAAGA 25
反向： TGCGTGGCTGAGGCGATCAAGGC

1.5　冠状动脉病变狭窄程度积分

AMI组患者入院后进行冠状动脉造影，采用Gensini积分[

12]系统评价患者冠状动脉血管病变狭窄程度。Gensini积分≤ 40分为轻度狭窄，> 40分～< 80分为中度狭窄，≥ 80分为重度狭窄。

1.6　统计学方法

数据分析采用SPSS 18.0统计软件。计量资料以均数±标准差（x±s）表示，比较用t 检验或方差分析，进一步两两比较用LSD-t 检验；计数资料以构成比或率（%）表示，比较用χ2检验；绘制受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线；影响因素的分析采用多因素Logistic回归模型。P <0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1　AMI组不同病情严重程度患者外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量比较

103例AMI患者中，轻度狭窄患者26例（25.24%），中度狭窄患者59例（57.28%），重度狭窄患者18例（17.48%）。

轻、中、重度狭窄组外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量比较，经方差分析，差异有统计学意义（F =10.156、28.529和17.580，均P =0.000）。进一步两两比较结果：重度狭窄组外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量高于中、轻度狭窄组（P <0.05）；中度狭窄组NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量高于轻度狭窄组（P <0.05）。见表2。

表2  AMI组不同病情严重程度患者外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量比较 （x±s）
组别nNO-PGC1αNOS1Arg2
轻度狭窄组 26 1.29±0.21 1.32±0.24 1.27±0.25
中度狭窄组 59 1.40±0.26① 1.62±0.27① 1.41±0.26①
重度狭窄组 18 1.61±0.30①② 1.88±0.31①② 1.71±0.32①②
F 值 10.156 28.529 17.580
P 值 0.000 0.000 0.000

注 ：   ①与轻度狭窄组比较，P <0.05； ②与中度狭窄组比较，P <0.05。

2.2　AMI组与对照组临床资料比较

AMI组与对照组的性别、年龄、BMI、基础疾病、吸烟史、饮酒史、TG、TC、HDL-C、ALT、AST、总胆红素、血肌酐、尿酸、尿素氮、血乳酸、WBC、PLT、MMP-9比较，差异无统计学意义（P >0.05）。AMI组与对照组的LDL-C、纤维蛋白原、LP-PLA2及NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量比较，差异有统计学意义（P <0.05），AMI组LDL-C、纤维蛋白原、LP-PLA2及NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量高于对照组。见表3。

表3  AMI组与对照组临床资料比较
组别n男/女/例年龄 ≥ 60岁例（%）BMI ≥ 25 kg/m2 例（%）高血压 例（%）糖尿病 例（%）高脂血症 例（%）吸烟史 例（%）饮酒史 例（%）
AMI组 103 59/44 74（71.84） 15（14.56） 53（51.46） 44（42.72） 35（33.98） 39（37.86） 26（25.24）
对照组 69 36/33 42（60.87） 8（11.59） 30（43.48） 21（30.43） 18（26.09） 20（28.99） 14（20.29）
t / χ2值 0.436 2.267 0.314 1.053 2.652 1.208 1.445 0.568
P 值 0.509 0.132 0.575 0.305 0.103 0.272 0.229 0.451
组别TG/（mmol/L， x±s）TC/（mmol/L， x±s）HDL-C/（mmol/L， x±s）LDL-C/（mmol/L， x±s）ALT/（u/L，x±s）AST/（u/L，x±s）总胆红素/（mmol/L， x±s）
AMI组 2.53±0.42 6.34±1.18 1.58±0.31 2.35±0.48 33.14±4.82 35.01±4.01 17.30±2.16
对照组 2.41±0.35 6.19±0.97 1.52±0.26 2.14±0.35 32.19±4.47 34.26±3.81 16.84±2.03
t / χ2值 1.960 0.876 1.325 3.120 1.304 1.226 1.402
P 值 0.052 0.382 0.187 0.002 0.194 0.222 0.163
组别血肌酐/（μmoL/L， x±s）尿酸/（μmol/L，x±s）尿素氮/（mmol/L， x±s）血乳酸/（mmol/L， x±s）WBC/（×109/L，x±s）PLT/（×109/L，x±s）
AMI组 89.01±10.68 349.84±50.61 4.21±0.51 1.47±0.27 18.79±3.04 154.03±20.26
对照组 91.54±12.72 340.08±48.75 4.13±0.49 1.40±0.24 17.97±2.83 160.96±28.01
t / χ2值 1.409 1.258 1.024 1.741 1.782 1.882
P 值 0.161 0.210 0.307 0.083 0.077 0.062
组别纤维蛋白原/（g/L， x±s）MMP-9/（μg/L，x±s）LP-PLA2/（μg/L，x±s）NO-PGC1α mRNA （x±s）NOS1 mRNA （x±s）Arg2 mRNA （x±s）
AMI组 4.78±0.69 61.08±10.07 261.25±34.23 1.41±0.23 1.59±0.28 1.43±0.25
对照组 2.91±0.43 58.12±9.08 192.85±28.47 1.06±0.17 1.03±0.16 1.01±0.18
t / χ2值 20.045 1.964 13.718 10.812 15.041 12.019
P 值 0.000 0.051 0.000 0.000 0.000 0.000

2.3　影响AMI发生的多因素Logistic分析

以AMI为因变量（否= 0，是= 1），LDL-C、纤维蛋白原、LP-PLA2及NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量为自变量（上述计量资料自变量赋值为连续变量），进行多因素Logistic回归分析。结果显示：NO-PGC1α mRNA [O^R=3.873（95% CI：1.594，9.412）]、NOS1 mRNA [O^R=4.267（95% CI：1.756，10.371）]、Arg2 mRNA [O^R=4.518（95% CI：1.859，10.979）]是影响AMI发生的独立因素（P <0.05）。见表4。

表4  影响AMI发生的多因素Logistic回归分析参数
变量bSbWald χ2P 值O^R95% CI
下限上限
NO-PGC1α mRNA 1.354 0.349 15.052 0.000 3.873 1.594 9.412
NOS1 mRNA 1.451 0.387 14.058 0.000 4.267 1.756 10.371
Arg2 mRNA 1.508 0.492 9.394 0.000 4.518 1.859 10.979

2.4　外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA预测AMI发生的价值

ROC曲线结果显示，外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA及3者联合预测AMI发生的敏感性分别为70.87%、71.84%、75.73%和70.87%，特异性分别为73.91%、72.46%、71.01%和91.30%，曲线下面积（area under curve, AUC）分别为0.764、0.742、0.759和0.908。见表5和图1。

表5  外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量预测AMI发生的效能分析参数
指标最佳截断值敏感性/%95% CI特异性/%95% CIAUC95% CI
下限上限下限上限下限上限
NO-PGC1α mRNA 1.27 70.87 0.166 0.383 73.91 0.208 0.390 0.764 0.668 0.861
NOS1 mRNA 1.31 71.84 0.178 0.398 72.46 0.200 0.380 0.742 0.642 0.842
Arg2 mRNA 1.29 75.73 0.190 0.413 71.01 0.166 0.339 0.759 0.659 0.860
联合 70.87 0.036 0.186 91.30 0.208 0.390 0.908 0.854 0.963

图1  外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量预测AMI发生的ROC曲线

3 讨论

AMI是临床常见心血管疾病之一，患者发病急，病死率高[

13]。临床早期预测AMI、尽早采取防治措施，有助于降低AMI死亡风险。近期有研究结果显示，线粒体功能生物合成障碍与多种心血管疾病有关，细胞外多种信号通路可影响线粒体生物合成，其中NO-PGC1α是重要的调节因子之一，NO可促使线粒体的生物合成[8-9]。NOS作为调控L-精氨酸/NO信号通路的重要限速酶，影响细胞内氧化应激状态、心肌细胞内游离Ca2+浓度等，在血管扩张、心肌收缩抑制等生理过程中发挥重要作用[14]。

本研究中多因素Logistic回归分析结果显示，外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量是影响AMI发生的独立因素，提示外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量与AMI发生有关。Arg2主要存在于心肌线粒体中，通过L-精氨酸底物影响NOS1活性，调控NO生成量，影响心血管组织生物学作用。SAVELIEVA等[

15]研究结果显示，升高的Arg2可能通过NO信号通路影响心肌肥厚、缺血再灌注损伤等心血管疾病病理过程。Arg2 mRNA相对表达量升高，使底物L-精氨酸利用率增大，NO生成量降低，造成机体心肌细胞线粒体生物合成障碍，增大AMI发生风险。NOS1属于含铁生物酶之一，是合成NO的关键酶，NOS1 mRNA相对表达量升高可促进L-精氨酸产生大量NO，适量NO具有保护心血管健康的生理功能，过量NO则损伤心血管系统。PGC1α主要存在于心肌等耗氧量大、能量需求量高的组织器官中，是心肌细胞线粒体生物合成的重要辅助激活因子、调控因子，可通过调控核呼吸因子、线粒体转录因子A介导线粒体生物合成，NO-PGC1α mRNA相对表达量升高可能导致心肌细胞线粒体生物合成功能异常，影响AMI发生。聂俊刚等[16]研究结果显示，PGC1α可通过氧化应激参与心肌缺血再灌注损伤过程。Arg2 mRNA相对表达量升高可抑制NO生成，而NOS1 mRNA相对表达量升高可促进NO生成，是相互矛盾的结果，但是NO-PGC1α mRNA相对表达量升高可从侧面反映NO含量增加。ROC曲线结果显示，NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA 3者联合预测AMI发生的特异性、AUC最大，提示3者联合预测AMI发生效能良好，可作为预测AMI发生的客观生物标志物。此外，本研究还发现重度狭窄组外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量高于中、轻度狭窄组，中度狭窄组NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA相对表达量高于轻度狭窄组，提示外周血NO-PGC1α、NOS1、Arg2 mRNA不仅与AMI发生有关，而且与AMI患者病情也有关，这是笔者后期研究的重点。

综上所述，外周血NO-PGC1α线粒体生物合成通路的相关基因NO-PGClα、Arg2 、NOS1 mRNA与AMI发生有关，3者联合预测AMI发生效能良好，且NO-PGClα、Arg2 、NOS1 mRNA表达可能与AMI患者病情有关，更精准的作用机制有待后续进一步研究阐明。

参考文献

1

SHAH A H, PURI R, KALRA A. Management of cardiogenic shock complicating acute myocardial infarction: a review[J]. Clin Cardiol, 2019, 42(4): 484-493. [百度学术] 

2

KAPUR N K, THAYER K L, ZWECK E. Cardiogenic shock in the setting of acute myocardial infarction[J]. Methodist Debakey Cardiovasc J, 2020, 16(1): 16-21. [百度学术] 

3

柴东剑, 俎德玲, 诸葛毅, 等. 急性心肌梗死患者血清外连素水平及临床意义[J]. 中国现代医学杂志, 2019, 29(12): 78-82. [百度学术] 

4

王成钢, 刘飞, 祖晓麟, 等. 高敏C反应蛋白对冠状动脉造影大致正常急性心肌梗死的预测价值[J]. 中国医药, 2019, 14(7): 966-968. [百度学术] 

5

SAITO Y, KOBAYASHI Y. Percutaneous coronary intervention strategies in patients with acute myocardial infarction and multivessel disease: completeness, timing, lesion assessment, and patient status[J]. J Cardiol, 2019, 74(2): 95-101. [百度学术] 

6

EGUCHI S, TAKEFUJI M, SAKAGUCHI T, et al. Cardiomyocytes capture stem cell-derived, anti-apoptotic microRNA-214 via clathrin-mediated endocytosis in acute myocardial infarction[J]. J Biol Chem, 2019, 294(31): 11665-11674. [百度学术] 

7

YU W J, SUN S Q, XU H X, et al. TBC1D15/RAB7-regulated mitochondria-lysosome interaction confers cardioprotection against acute myocardial infarction-induced cardiac injury[J]. Theranostics, 2020, 10(24): 11244-11263. [百度学术] 

8

靳贝芳, 刘昉. 线粒体功能障碍与心肌肥厚的发生机制[J]. 中国心血管病研究, 2019, 17(10): 938-941. [百度学术] 

9

努尔巴哈尔·热木图拉, 彭辉. 线粒体动力学与心血管疾病的相关性[J]. 临床与病理杂志, 2019, 39(2): 400-404. [百度学术] 

10

中华医学会心血管病学分会, 中华心血管病杂志编辑委员会, «中国循环杂志»编辑委员会. 急性心肌梗死诊断和治疗指南[J]. 中华心血管病杂志, 2001, 29(12): 710-725. [百度学术] 

11

LI S Y, SUSZTAK K. The role of peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1α (PGC-1α) in kidney disease[J]. Semin Nephrol, 2018, 38(2): 121-126. [百度学术] 

12

AVCI A, FIDAN S, TABAK M M, et al. Association between the Gensini score and carotid artery stenosis[J]. Korean Circ J, 2017, 46(5): 639-645. [百度学术] 

13

HUDEC S, HUTYRA M, PRECEK J, et al. Acute myocardial infarction, intraventricular thrombus and risk of systemic embolism[J]. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub, 2020, 164(1): 34-42. [百度学术] 

14

RONCHI C, BERNARDI J, MURA M, et al. NOS1AP polymorphisms reduce NOS1 activity and interact with prolonged repolarization in arrhythmogenesis[J]. Cardiovasc Res, 2021, 117(2): 472-483. [百度学术] 

15

SAVELIEVA O N, KARUNAS A S, FEDOROVA Y Y, et al. The role of polymorphic variants of arginase genes (ARG1, ARG2) involved in beta-2-agonist metabolism in the development and course of asthma[J]. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii, 2020, 24(4): 391-398. [百度学术] 

16

聂俊刚, 塔娜, 刘莉娟, 等. PGC1α对心肌缺血再灌注损伤的作用及其机制[J]. 中南大学学报(医学版), 2020, 45(10): 13-21. [百度学术] 

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