科研│I J M S: 妊娠期并发症者子代心血管病相关microRNA与高血压前期、超重/肥胖、瓣膜病和心脏缺损发生率的相关分析
编译：刘娟，编辑：景行、江舜尧。
原创微文，欢迎转发转载。
本文旨在评估不同类型孕产妇妊娠期并发症如何影响3-11岁患糖尿病、心血管疾病和脑血管疾病的儿童外周血白细胞中microRNAs的表达。57.42%－90.0%受妊娠期高血压、子痫前期、胎儿生长受限、妊娠糖尿病、早产胎膜早破或自发性早产影响的儿童microRNA表达谱发生实质性改变,这可能是其心脑血管疾病终生风险的起源。在妊娠期并发症孕产妇的子代外周血样本中，共检测29个microRNA，其中23个microRNA表达水平升高，而超重／肥胖、瓣膜病和心脏缺损更提高了microRNA表达水平的升高幅度（超重/肥胖－miR-92a-3p/miR-210-3p、瓣膜病或心脏缺损-miR-342-3p)。总体而言，42.86%超重/肥胖,27.36%瓣膜病或心脏缺损儿童microRNA表达水平高于临床表现正常儿童。此外，在正常妊娠孕产妇的子代外周血样本中，也发现microRNA表达谱与超重／肥胖的相关性。在19个microRNAs组合基础上开展筛查，microRNA表达谱在70.0%超重/肥胖儿童中特异性为90.0%。与正常妊娠孕产妇的子代对比，妊娠期并发症孕产妇的子代患心脑血管疾病的风险更高，有必要对其实施初级预防策略。
论文ID
原名：Association Analysis in Children Born from Normal and Complicated Pregnancies—Cardiovascular Disease Associated microRNAs and the Incidence of Prehypertension/Hypertension, Overweight/Obesity, Valve Problems and Heart Defects
译名：妊娠期并发症者子代心血管病相关microRNA与高血压前期/高血压、超重/肥胖、瓣膜病和心脏缺损发生率的相关分析
期刊：International Journal of Molecular Sciences
IF：4.556
发表时间：2020年11月
通讯作者：Ilona Hromadnikova
通讯作者单位：Charles University , Czech Republic
DOI号：10.3390/ijms21218413
实验设计
结果
1 妊娠期并发症孕产妇的子代microRNA表达异常
首先，不考虑妊娠并发症的类型(妊娠糖尿病、妊娠高血压、先兆子痫、胎儿生长受限、早产和/或自发性早产)，研究者对有／无妊娠并发症孕产妇的子代microRNA表达谱进行比较。妊娠并发症孕产妇子代样本的Mann-Whitney(M-W)检验和受试者工作特征(ROC)曲线分析显示，被检测29个microRNAs中有23个microRNAs的表达水平升高(miR-1-3p、miR-16-5p、miR-17-5p、miR-20a-5p、miR-20b-5p、miR-21-5p、miR-23a-3p、miR-26a-5p、miR-29a-3p、miR-100-5p、miR-103a-3p、miR-125b-5 p、miR-126-3p、miR-130b-3p、miR-133a-3p、miR-143-3p、miR-146a-5p、miR-181a -5p、miR-195-5p、miR-199a-5p、miR-221-3p、miR-499a-5p和miR-574-3p)。microRNAs表达谱异常改变的敏感度为10.71％-31.39%，假阳性率为10.0% (FPR)。
上述microRNA的筛选谱表明,在10.0%假阳性率的情况下,57.42%妊娠并发症孕产妇子代microRNA表达谱显著改变,提示其发生糖尿病、心血管和脑血管疾病的风险将增加（图1)。
图1.不考虑妊娠并发症(妊娠期糖尿病、妊娠期高血压疾病、子痫前期、胎儿生长受限、早产胎膜早破和(或)自发性早产)的类型，microRNA在妊娠并发症孕产妇子代中异常表达谱均呈下降趋势。联合筛查显示，在10.0%假阳性率下，57.42%不同妊娠并发症孕产妇的子代microRNA表达谱发生显著改变(miR-1-3p、miR-16-5p、miR-17-5p、miR-20a-5p、miR-20b-5p、miR-21-5p、miR-23a-3p、miR-26a-5p、miR-29a-3p、miR-100-5p、miR-103a-3p、miR-125b-5 p、miR-126-3p、miR-130b-3p、miR-133a-3p、miR-143-3p、miR-146a-5p、miR-181a -5p、miR-195-5p、miR-199a-5p、miR-221-3p、miR-499a-5p和miR-574-3p)。
随后，本研究不考虑产前或围产期孕产妇是否患妊娠期并发症(妊娠糖尿病、妊娠高血压、先兆子痫、胎儿生长受限、早产、产前胎膜破裂和/或自发性早产)，基于研究指标 (正常收缩压和舒张压与高血压前期/高血压;正常体重指数(BMI)与超重/肥胖;超声心动图测量正常值与瓣膜病或心脏缺损)开展特定儿童群体之间microRNA表达谱的比较。
2 高血压前期/高血压与被检测microRNAs的表达之间没有相关性
在503名被检测儿童中有63名(12.53%)在多次就诊后被证实患有收缩期高血压前期/高血压，503名被检测儿童中有58名(11.53%)患有舒张期高血压前期/高血压。研究表明，不论母亲的妊娠过程如何，儿童高血压前期/高血压与microRNAs的表达之间没有相关性(收缩期和舒张期高血压前期/高血压和/或单纯收缩期或舒张期高血压前期/高血压定义为收缩压和/或舒张期血压等于或高于90%和或95%)。
3 19个microRNAs表达谱在BMI值正常和超重/肥胖的儿童之间存在差异
503名被检测儿童中有32名(6.36%)被证实超重/肥胖。无论产前和围产期结局如何，与BMI值正常的儿童相比，在超重/肥胖儿童(定义为BMI等于或高于85％或95％)29个被检测的microRNAs中，共有19个microRNAs表达水平升高(miR-1-3p, miR-16-5p, miR-17-5p, miR-21-5p, miR-23a-3p, miR-24-3p, miR-26a-5p, miR-92a-3p, miR-100-5p, miR-103a-3p, miR-125b-5p, miR-126-3p, miR-130b-3p, miR-133a-3p, miR-146a-5p, miR-181a-5p, miR-210-3p，miR-221-3p和miR-574-3p)。ROC曲线分析显示，超重/肥胖儿童和BMI值正常儿童在10.0% FPR时存在差异，这些特定microRNA的敏感性在6.25%至31.25%之间。在这19种异常表达microRNA组合的基础上进行筛选，其准确率略高于单个microRNA。在10.0假阳性率时，40.63 %超重/肥胖儿童的microRNA表达谱发生实质性改变，这可能增加其后期患糖尿病、心脑血管疾病发病的风险(图2)。
图2.超重／肥胖儿童microRNA表达谱。联合筛查发现，在10.0%假阳性率时，40.63%的超重/肥胖儿童的microRNA表达谱发生实质性改变(miR-1-3p, miR-16-5p, miR-17-5p, miR-21-5p, miR-23a-3p, miR-24-3p, miR-26a-5p, miR-92a-3p, miR-100-5p, miR-103a-3p, miR-125b-5p, miR-126-3p, miR-130b-3p, miR-133a-3p, miR-146a-5p, miR-181a-5p, miR-210-3p，miR-221-3p和miR-574-3p)。
4 10个microRNA表达谱在超声心动图测量值正常和异常儿童之间存在差异
503名被检测儿童中有123名(24.45%)被证实超声心动图测量值异常，具体来说，在就医期间由超声医师诊断的儿童有以下瓣膜病和心脏缺损((三尖瓣返流(n=57/503),二尖瓣返流(n = 5/503),肺动脉瓣返流(n = 22/503),二尖瓣主动脉瓣返流(n=2/503),室间隔缺损(n = 4/503),房间隔缺损(n = 3/503),卵圆孔未闭(n = 40/503),动脉导管未闭(n = 3/503),和心律失常(n = 3/503))。不考虑孕产妇产前和围生期，29个被检测microRNAs中共有10个microRNAs(miR-1-3p, miR-16-5p, miR-20a-5p, miR-21-5p, miR-125b-5p, miR-126-3p, miR-146a-5p, miR-195-5p, miR-221-3p和miR-499a-5p)在瓣膜病或心脏缺损儿童中表达水平升高。ROC曲线分析显示，超声心动图测量值正常和异常的儿童的microRNA在10.0% FPR处存在差异，灵敏度为10.66%－19.67%。在这10个异常表达microRNA组合的基础上进行筛选，其准确率略高于单个microRNA，表现最好的是miR-21-5p、miR-499a-5p和miR-126-3p。结果显示，在10.0% FPR时，22.13%的瓣膜病或心脏缺损儿童的microRNA表达谱显著变化(图3)。
图3. 患有瓣膜病或心脏缺损儿童异常microRNA表达谱。联合筛查发现，在10.0%假阳性率时，22.13 %瓣膜病或心脏缺损儿童microRNA表达谱发生实质性改变(miR-1-3p, miR-16-5p, miR-20a-5p, miR-21-5p, miR-125b-5p, miR-126-3p, miR-146a-5p, miR-195-5p, miR-221-3p和miR-499a-5p)。
尽管如此,关于BMI值正常的儿童和超声心动图测量值正常的儿童中存在的大量异常值，考虑到母亲怀孕过程对microRNA表达谱有较大影响,本研究最后决定评估同一组儿童microRNA表达数据(仅正常妊娠孕产妇的子代和仅妊娠并发症孕产妇的子代)。
5 19个microRNA表达谱在正常妊娠孕产妇的BMI正常和超重/肥胖的子代间存在差异
92名正常妊娠孕产妇的子代中有10名(10.87%)被证实为超重/肥胖。在正常妊娠孕产妇的子代中，超重/肥胖个体的microRNAs表达存在明显差异 (miR-16-5p、miR-17-5p、miR-20b-5p、miR-21-5p、miR-23a-3p、miR-24-3p、miR-26a-5p、miR-29a-3p、miR-92a-3p、miR-100-5p、miR-103a-3p、miR-125b-5p、miR-126-3p、miR-130b-3p、miR-145-5p、miR-146a-5p、miR-181a-5p、miR-210-3p和miR-574-3p)。ROC曲线分析显示，这些个体microRNAs在正常和超重/肥胖儿童间假阳性率为10.0%时产生差异，敏感性范围为10.0%－40.0%。在这19种microRNAs组合的基础上进行筛选，结果显示，在10.0%假阳性率时，70.0% 正常妊娠孕产妇的超重／肥胖子代microRNA表达谱发生显著变化(图4)。
图4. 正常妊娠孕产妇的超重/肥胖子代异常microRNA表达谱。联合筛查发现，在10.0 %假阳性率时，70.0 %超重/肥胖儿童microRNA表达谱发生显著变化(miR-16-5p、miR-17-5p、miR-20b-5p、miR-21-5p、miR-23a-3p、miR-24-3p、miR-26a-5p、miR-29a-3p、miR-92a-3p、miR-100-5p、miR-103a-3p、miR-125b-5p、miR-126-3p、miR-130b-3p、miR-145-5p、miR-146a-5p、miR-181a-5p、miR-210-3p和miR-574-3p)。
6 18个microRNAs表达谱在妊娠并发症孕产妇的BMI正常和超重/肥胖的子代间存在差异
411名(5.35%)妊娠期并发症孕产妇的子代中有22名(5.35%)被证实为超重/肥胖。在超重/肥胖儿童中，妊娠期并发症孕产妇的子代miR-1-3p、miR-16-5p、miR-17-5p、miR-20a-5p、miR-26a-5p、miR-92a-3p、miR-103a-3p、miR-125b-5p、miR-126-3p、miR-130b-3p、miR-133a-3p、miR-146a-5p、miR-181a-5p、miR-195-5p、miR-199a-5p、miR-210-3p、miR-221-3p和miR-499a-5p表达水平升高或有升高趋势。ROC曲线分析显示，这些microRNA在超重/肥胖儿童和正常体重儿童的FPR值为10.0%假阳性率时存在差异，敏感性范围为9.09%－31.82%。18种microRNAs的联合筛查显示,在10.0%假阳性率时,42.86%的超重/肥胖儿童microRNA表达谱发生显著改变 (图5)。
图5. 在妊娠并发症孕产妇的超重/肥胖子代异常microRNA表达谱。联合筛查发现，在10.0 %假阳性率时，42.86 %超重/肥胖子代的microRNA表达谱发生显著变化（miR-1-3p、miR-16-5p、miR-17-5p、miR-20a-5p、miR-26a-5p、miR-92a-3p、miR-103a-3p、miR-125b-5p、miR-126-3p、miR-130b-3p、miR-133a-3p、miR-146a-5p、miR-181a-5p、miR-195-5p、miR-199a-5p、miR-210-3p、miR-221-3p和miR-499a-5p）。
7 19个microRNA表达谱在妊娠并发症孕产妇的超声心动图测量值正常与异常的子代间存在差异
411名妊娠期并发症孕产妇的子代中有106名(25.79%)的超声心动图测量值异常。具体来说,在就医期间由超声医师提示的儿童有以下瓣膜病和心脏缺损((三尖瓣返流(n = 49/411),二尖瓣返流(n = 4/411),肺动脉瓣返流(n = 20/411),二尖瓣主动脉瓣返流(n = 1/411),室间隔缺损(n = 3/411),房间隔缺损(n = 2/411),卵圆孔未闭(n = 35/411),动脉导管未闭(n = 3/411)和心律失常(n = 2/411))。
图6. 妊娠并发症孕产妇的瓣膜病或心脏缺损的子代microRNA异常表达谱。联合筛查发现，在10.0 % 假阳性率时，27.36 %妊娠并发症孕产妇的瓣膜病或心脏缺损的子代 microRNA表达谱发生显著变化（miR-1-3p,miR-16-5p,miR-17-5p,miR-20a-5p,miR-20b-5p,miR-21-5p,miR-26a-5p,miR-29a-3p,miR-100-5p,miR-125b-5p,miR-126-3p,miR-143-3p,miR-146a-5p,miR-181a-5p,miR-195-5p,miR-221-3p,miR-342-3p,miR-499-5和miR -574-3p）。
讨论
首先，本研究不考虑妊娠期并发症的类型(妊娠糖尿病、妊娠高血压、先兆子痫、胎儿生长受限、早产和/或自发性早产)，比较有／无妊娠期并发症孕产妇的子代microRNA表达谱。随后，本研究不考虑孕产妇产前和围产期是否暴露于妊娠并发症(妊娠糖尿病，妊娠高血压，先兆子痫，胎儿生长受限，早产产前膜破裂和/或自发性早产)，比较其子代的microRNA表达谱与研究指标(正常收缩压和舒张压对比高血压前期/高血压;正常BMI对比超重/肥胖;超声心动图测量的正常值对比瓣膜病和/或心脏缺损的发生)的相关性。根据孕产妇产前和围产期暴露于不同类型妊娠期并发症(妊娠糖尿病、妊娠高血压、先兆子痫、FGR、早产、临产前胎膜破裂和/或自发性早产)导致一定比例的子代microRNA表达谱发生实质性改变，本研究还比较两组（有／无妊娠并发症孕产妇的子代）之间microRNA表达谱。
与正常妊娠孕产妇的子代相比，57.42%妊娠期合并症孕产妇的子代(FPR为10.0%时)microRNA表达谱发生了实质性改变，即29个被检测microRNA中有23个改变，而所有microRNAs (miR-1-3p,miR-16-5p,miR-20a-5p,miR-20b-5p,miR-21-5p,miR-23a-3p,miR-26a-5p,miR-29a-3p,miR-100-5p,miR-103a-3p,miR-125b-5p,miR-126-3p,miR-130b-3p,miR-133a-3p,miR-143-3p,miR-146a-5p,miR-181a-5p,miR-195-5p,miR-199a-5p,miR-221-3p,miR-499a-5p和miR-574-3p)在产前或围产期妊娠并发症孕产妇的子代外周血中表达水平均升高。糖尿病和各种心脑血管疾病发病机制相关microRNAs表达水平的早期变化，可能导致后期这些疾病的发生。因此，本研究认为不同类型妊娠并发症孕产妇的子代外周血白细胞中microRNA表达谱改变，提示他们可能是患病高风险人群，应实施初级预防措施。在小于胎龄儿(SGA)中也有类似的发现，其中9岁儿童的血清样本中miR-16-5p和miR-126-3p的表达水平显著升高。
与之类似的结果是，妊娠并发症孕产妇的子代中超重/肥胖和/或瓣膜病和心脏缺损改变影响microRNA表达谱。42.86%的超重/肥胖儿童(10.0% FPR)，27.36%瓣膜病和心脏缺损儿童(10.0% FPR)受母亲妊娠并发症影响，他们microRNA的表达水平高于同组正常儿童。在妊娠并发症孕产妇的子代中，超重/肥胖使多种microRNAs(miR-1-3p，miR-16-5p，miR-17-5p,miR-20a-5p,miR-26a-5p,miR-103a-3p,miR-125b-5p,miR-126-3p,miR-130b-3p,miR-133a-3p,miR-146a-5p,miR-181a-5p,miR-195-5p,miR-199a-5p,miR-221-3p和miR-499a-5p)的表达水平升高。超重/肥胖在妊娠并发症孕产妇的子代中可诱导miR-92a-3p和miR-210-3p表达水平升高。同样, 在出生前或围产期妊娠并发症孕产妇的子代中，异常的超声心动图测量值也使得某些microRNAs的表达水平升高,多种microRNA (miR-1-3p,miR-16-5p,miR-17-5p,miR-20a-5p,miR-20b-5p,miR-21-5p,miR-26a-5p,miR-29a-3p,miR-100-5p,miR-125b-5p,miR-126-3p,miR-143-3p,miR-146a-5p,miR-181a-5p,miR-195-5p,miR-221-3p,miR-499a-5p和miR-574-3p) 的表达改变。在妊娠并发症孕产妇的子代中瓣膜病和心脏缺损诱导miR-342-3p表达水平升高。
有趣的是,microRNA表达谱也能够区分正常妊娠的BMI正常和异常儿童。在超重/肥胖儿童中，多个microRNAs的表达水平升高(miR-16-5p、miR-17-5p、miR-26a-5p、miR-103a-3p、miR-125b-5p、miR-126-3p、miR-130b-3p、miR-146a-5p和miR-181a-5p)。此外，超重/肥胖还会导致正常妊娠的儿童其他microRNAs表达水平升高(miR-20b-5p、miR-21-5p、miR-23a-3p、miR-24-3p、miR-29a-3p、miR-92a-3p、miR-100-5p、miR-145-5p、miR-210-3p和miR-571-3p)。总的来说，在10.0% FPR时，70.0%正常妊娠出生但超重/肥胖儿童的外周血中microRNA异常表达。另一方面，正常妊娠出生儿童的瓣膜病或心脏缺损没有引起任何microRNA基因表达的改变，这可能受到少数正常妊娠出生的儿童出现异常结果(瓣膜病或心脏缺陷)的影响。
不考虑孕产妇的妊娠史，区分正常和异常(超重/肥胖，瓣膜病或心脏缺损)儿童也是可行的。本文发现，当FPR为10.0%时，40.63%超重和肥胖儿童的microRNA表达谱发生显著改变。在超重/肥胖儿童中，被检测的29个microRNA中有19个microRNA表达水平升高(miR-1-3p, miR-16-5p, miR-17-5p, miR-21-5p, miR-23a-3p, miR-24-3p, miR-26a-5p, miR-92a-3p, miR-100-5p, miR-103a-3p, miR-125b-5p, miR-126-3p, miR-130b-3p, miR-133a-3p, miR-146a-5p, miR-181a-5p, miR-210-3p, miR-221-3p和miR-574-3p)。在22.13%瓣膜病或心脏缺损儿童中检测到较小程度的MicroRNA表达水平的改变（miR-1-3p、miR-16-5p、miR-20a-5p、miR-21-5p、miR-125b-5p、miR-126-3p、miR-146a-5p、miR-195-5p、miR-221-3p和miR-499a-5p）。尽管如此，从本研究得到的数据来看，孕产妇妊娠历程影响其子代外周血白细胞中microRNA表达谱，异常microRNA表达谱能评估子代潜在心血管疾病风险。
Chen等人的数据表明miR-17-5p和miR-27a/b是一个关键microRNA，调控NLK和RRAS2基因，在儿童肥胖的发病机制中发挥作用，与本文数据类似。然而，本研究采用了不同的方法学，组织样本采用微阵列方法学进行分析。同样，本研究数据还与另一组研究人员的数据一致，他们报道miR-103a-3p是一种涉及食欲和能量平衡控制的microRNA, 影响儿童过度饮食导致肥胖。同样，Marzano等人的研究表明，无论肥胖儿童出生时体形是否小于正常胎龄还是正常，他们循环系统(血清)miR-92a-3p的表达水平都升高。
到目前为止，尽管血浆和全外周microRNA基因表达谱可能有不同的模式，但循环系统(血浆)miR-342-3p仅与儿童内皮功能障碍相关，与其他心血管危险因素或其他临床异常表现无关，这与本研究结论一致。
结论
更多推荐
1 科研 | CELL: MicroRNA与人类进化正选择和异常代谢相关
END