急性缺血性腦卒中患者血清HDAC3和SMAD3水平變化與神經(jīng)功能缺損程度的相關(guān)性分析

李雁翔, 常 虹, 王延民, 馬麗峰, 胡群亮

腦卒中是一種毀滅性的腦血管疾病,分為兩種類型:缺血性腦卒中和出血性腦卒中[1]。急性缺血性腦卒中(Acute ischemic stroke,AIS)占腦卒中總發(fā)病率的87%,其特征是由于局部腦組織中的動(dòng)脈閉塞導(dǎo)致氧氣和血液供應(yīng)突然停止[2,3]。AIS的標(biāo)志性病理生理特征之一是血腦屏障(Blood brain barrier,BBB)破壞,其特征是由于緊密連接的降解和內(nèi)皮囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)的增強(qiáng)而導(dǎo)致通透性增加,致使死亡率和殘疾率升高[4]。隨著AIS患者病情的不斷發(fā)展,腦組織的缺氧和缺血導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞壞死、變形,進(jìn)而表現(xiàn)出神經(jīng)功能缺損,嚴(yán)重威脅患者的生命健康[5]。因此,積極尋找與神經(jīng)功能缺損有關(guān)的特異性標(biāo)志物具有重要意義。組蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)在調(diào)節(jié)組蛋白乙酰化狀態(tài)中起著關(guān)鍵作用,除此之外還在調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄、DNA合成、細(xì)胞分裂和細(xì)胞死亡中發(fā)揮作用[6]。HDAC3介導(dǎo)脫乙酰組蛋白或非組蛋白,參與增強(qiáng)腦灌注不足和缺血/再灌注的耐受性,并上調(diào)受損腦組織小膠質(zhì)細(xì)胞活化[7]。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子3(SMAD family member 3,SMAD3)參與調(diào)節(jié)血管疾病相關(guān)的基本過程[8],與動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)[9]。然而在AIS中有關(guān)HDAC3和SMAD3的表達(dá)情況研究甚少。因此,本研究旨在探究HDAC3和SMAD3在AIS患者血清中的水平變化及其與神經(jīng)功能缺損程度的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2021年6月-2022年6月在天津市北辰醫(yī)院腦系科確診為AIS的患者104例即為AIS組,男性64例,女性40例,年齡在30～65歲,平均年齡為(45.50±5.78)歲,身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)為(22.67±2.85)kg/m2,另選取同期在我院體檢中心體檢健康的志愿者98例為對(duì)照組,其中男性54例,女性44例,年齡在32～64歲,平均年齡為(46.00±5.85)歲,BMI為(22.88±2.92)kg/m2。兩組一般資料比較不具有差異性,具有可比性(P>0.05)。AIS納入標(biāo)準(zhǔn)為:(1)符合《中國(guó)急性缺血性腦卒中診治指南2014》有關(guān)AIS的診治標(biāo)準(zhǔn)[10];(2)入院時(shí)發(fā)病時(shí)間在48 h之內(nèi)。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)合并其它惡性腫瘤的患者;(2)患有其它免疫性疾病的患者;(3)合并肝臟、腎臟或者其它器官功能障礙的患者;(4)處于妊娠期或者哺乳期的患者;(5)其它急性感染性或者傳染性疾病的患者。

1.2 方 法

1.2.1 病情嚴(yán)重程度分組 根據(jù)美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)對(duì)其神經(jīng)功能損傷程度進(jìn)行分類,其中輕度組(0～3分)32例,中度組(4～15分)37例,重度組(>15分)35例,總分為42分。

1.2.2 檢查指標(biāo)檢測(cè) 記錄AIS患者和體檢健康志愿者的三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、血漿纖維蛋白原(FIB)水平。

1.2.3 酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測(cè)血清HDAC3、SMAD3及炎癥因子水平 采集AIS患者入院24 h內(nèi)和體檢健康志愿者體檢當(dāng)天靜脈血10 ml,經(jīng)4 500 r/min離心15 min,取其上清液,放置于-20 ℃冰箱待用。采用ELISA法檢測(cè)血清中HDAC3(貨號(hào):orb443033,武漢博歐特生物科技有限公司)和SMAD3(貨號(hào):EH2148,武漢菲恩生物科技有限公司)表達(dá)水平以及炎癥因子腫瘤壞死因子-α(TNF-α)(貨號(hào):FY-00660R1,上海富雨生物科技有限公司)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)(貨號(hào):XY6129S,上海烜雅生物科技有限公司)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)(貨號(hào):SEKB10395,北京義翹神州科技股份有限公司)水平。所有試驗(yàn)均嚴(yán)格按照試劑盒使用說明書進(jìn)行。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料比較 與對(duì)照組相比,AIS組TG、TC、LDL-C、FIB、TNF-α、IL-1β、IL-6水平顯著升高,HDL-C顯著降低(P<0.05)。兩組之間年齡、性別、BMI比較差異不具有顯著性(P>0.05)(見表1)。

表1 兩組一般資料比較

2.2 兩組HDAC3和SMAD3水平比較 與對(duì)照組相比,AIS組HDAC3和SMAD3水平均顯著升高(P<0.05)(見表2)。

表2 兩組HDAC3和SMAD3水平比較

2.3 不同神經(jīng)功能損傷程度AIS患者HDAC3和SMAD3水平比較 重度組HDAC3和SMAD3的表達(dá)水平顯著高于中度組及輕度組,中度組顯著高于輕度組(P<0.05)(見表3)。

表3 不同嚴(yán)重程度AIS患者HDAC3和SMAD3水平比較

2.4 AIS患者血清中HDAC3和SMAD3表達(dá)水平的相關(guān)性分析 相關(guān)性分析顯示,AIS患者血清中HDAC3和SMAD3表達(dá)水平呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.699,P<0.05)(見圖1)。

圖1 AIS患者血清中HDAC3和SMAD3表達(dá)水平的相關(guān)性分析

2.5 血清HDAC3、SMAD3表達(dá)水平與NIHSS評(píng)分的關(guān)系 Spearman相關(guān)性分析顯示,血清中HDAC3、SMAD3與NIHSS評(píng)分呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.339,P<0.001;r= 0.563,P<0.001)(見圖2、圖3)。

圖2 血清中HDAC3表達(dá)水平與NIHSS評(píng)分的關(guān)系

圖3 血清中SMAD3表達(dá)水平與NIHSS評(píng)分的關(guān)系

2.6 血清HDAC3、SMAD3表達(dá)水平與神經(jīng)功能缺損程度的相關(guān)性分析 血清HDAC3、SMAD3表達(dá)水平與神經(jīng)功能缺損程度呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.698,P<0.001;r=0.572,P<0.001)。

3 討 論

AIS是由于通過腦血管系統(tǒng)的血液供應(yīng)短暫或永久性中斷所導(dǎo)致的[11,12]。在缺血期間,氧和能量供應(yīng)的缺乏會(huì)產(chǎn)生炎癥和氧化損傷,進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)功能障礙[13]。因此尋找與AIS患者神經(jīng)功能缺損有關(guān)的生物標(biāo)志物具有重要的臨床意義。

HDAC是通過乙酰化對(duì)非組蛋白靶標(biāo)進(jìn)行翻譯后修飾的中心介質(zhì)[14]。HDACs不僅與情緒調(diào)節(jié)(如抑郁癥)有關(guān),而且還參與腦卒中后的恢復(fù),例如,HDAC3和HDAC6在慢性社交挫敗應(yīng)激(CSDS)小鼠中表現(xiàn)出不同的表達(dá)水平[15]。此外,HDAC3限制免疫細(xì)胞在多重應(yīng)激源下的炎癥反應(yīng)[16]。HDAC3的抑制增強(qiáng)了小鼠髓磷脂的生長(zhǎng)和再生,并改善了周圍神經(jīng)損傷后的功能恢復(fù)[17]。HDAC3及其抑制劑在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展過程中對(duì)血管功能、炎癥、脂質(zhì)積累和斑塊穩(wěn)定性具有明顯影響[18]。本次研究表明,與對(duì)照組相比,AIS組HDAC3水平顯著升高。提示HDAC3的表達(dá)與AIS疾病有關(guān)。

SMAD3突變與動(dòng)脈瘤骨關(guān)節(jié)炎綜合征有關(guān),該綜合征的特征是大血管動(dòng)脈瘤,主要由SMC和相關(guān)結(jié)構(gòu)基質(zhì)成分缺失引起[19,20]。SMAD3在巨噬細(xì)胞中被激活,不僅響應(yīng) TGF-β 同種型的刺激,而且通過獨(dú)立于TGF-β 活性的機(jī)制,在表達(dá)磷脂酰絲氨酸的細(xì)胞被吞噬后立即激活[21]。SMAD3激活可能促進(jìn)促炎作用,TGF-β/SMAD依賴性信號(hào)傳導(dǎo)誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞衍生的B細(xì)胞活化因子(BAFF)釋放,BAFF是TNF家族的成員,可刺激B細(xì)胞的存活和增殖。此外,發(fā)現(xiàn)SMAD3可以刺激巨噬細(xì)胞衍生的促炎細(xì)胞因子IL-23的合成[22]。本次研究表明,AIS組SMAD3水平與對(duì)照組相比顯著升高,提示SMAD3的表達(dá)水平與AIS的發(fā)生有關(guān)。

相關(guān)性分析顯示,AIS患者血清中HDAC3和SMAD3表達(dá)水平呈正相關(guān)關(guān)系,表明二者共同參與AIS的發(fā)生。研究表明,TNF-α在腦卒中的神經(jīng)免疫學(xué)發(fā)展中具有關(guān)鍵功能,在缺血性腦中具有神經(jīng)毒性作用[23]。IL-1β是一種具有神經(jīng)毒性作用的促炎細(xì)胞因子。IL-1β可與血管內(nèi)皮相互作用,增加白細(xì)胞的粘附并促進(jìn)水腫的出現(xiàn),IL-6是一種促炎蛋白,在腦實(shí)質(zhì)中具有破壞性[24]。本次研究中與對(duì)照組相比,AIS組TNF-α、IL-1β、IL-6水平顯著升高,與前人研究一致。本研究還發(fā)現(xiàn),重度組HDAC3、SMAD3的表達(dá)水平顯著高于中度組及輕度組,中度組顯著高于輕度組,提示隨著神經(jīng)功能缺損程度的增加HDAC3、SMAD3水平隨之增加;Spearman相關(guān)性分析顯示,血清中HDAC3、SMAD3與NIHSS評(píng)分及神經(jīng)功能缺損程度呈正相關(guān)關(guān)系,進(jìn)一步表明HDAC3和SMAD3表達(dá)水平與神經(jīng)功能缺損程度存在相關(guān)性,隨著神經(jīng)功能缺損程度的升高HDAC3和SMAD3表達(dá)水平升高,即監(jiān)測(cè)HDAC3和SMAD3表達(dá)水平能夠反映AIS患者的神經(jīng)功能缺損程度。

綜上所述,AIS患者血清中HDAC3和SMAD3表達(dá)水平呈異常升高,與神經(jīng)功能缺損程度有關(guān)。而本次研究的樣本量較少,后期會(huì)加大試驗(yàn)樣本進(jìn)行更深層次研究。