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

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)占腦卒中總發病率的87%,其特征是由于局部腦組織中的動脈閉塞導致氧氣和血液供應突然停止[2,3]。AIS的標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皮囊泡轉運的增強而導致通透性增加,致使死亡率和殘疾率升高[4]。隨著AIS患者病情的不斷發展,腦組織的缺氧和缺血導致神經細胞壞死、變形,進而表現出神經功能缺損,嚴重威脅患者的生命健康[5]。因此,積極尋找與神經功能缺損有關的特異性標志物具有重要意義。組蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)在調節組蛋白乙?；癄顟B中起著關鍵作用,除此之外還在調節基因轉錄、DNA合成、細胞分裂和細胞死亡中發揮作用[6]。HDAC3介導脫乙酰組蛋白或非組蛋白,參與增強腦灌注不足和缺血/再灌注的耐受性,并上調受損腦組織小膠質細胞活化[7]。信號轉導分子3(SMAD family member 3,SMAD3)參與調節血管疾病相關的基本過程[8],與動脈粥樣硬化相關[9]。然而在AIS中有關HDAC3和SMAD3的表達情況研究甚少。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功能缺損程度的相關性。

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,身體質量指數(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納入標準為:(1)符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2014》有關AIS的診治標準[10];(2)入院時發病時間在48 h之內。排除標準:(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 病情嚴重程度分組 根據美國國立衛生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)對其神經功能損傷程度進行分類,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 檢查指標檢測 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 酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測血清HDAC3、SMAD3及炎癥因子水平 采集AIS患者入院24 h內和體檢健康志愿者體檢當天靜脈血10 ml,經4 500 r/min離心15 min,取其上清液,放置于-20 ℃冰箱待用。采用ELISA法檢測血清中HDAC3(貨號:orb443033,武漢博歐特生物科技有限公司)和SMAD3(貨號:EH2148,武漢菲恩生物科技有限公司)表達水平以及炎癥因子腫瘤壞死因子-α(TNF-α)(貨號:FY-00660R1,上海富雨生物科技有限公司)、白細胞介素-1β(IL-1β)(貨號:XY6129S,上海烜雅生物科技有限公司)、白細胞介素-6(IL-6)(貨號:SEKB10395,北京義翹神州科技股份有限公司)水平。所有試驗均嚴格按照試劑盒使用說明書進行。

2 結 果

2.1 一般資料比較 與對照組相比,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表達水平的相關性分析 相關性分析顯示,AIS患者血清中HDAC3和SMAD3表達水平呈正相關關系(r=0.699,P<0.05)(見圖1)。

圖1 AIS患者血清中HDAC3和SMAD3表達水平的相關性分析

2.5 血清HDAC3、SMAD3表達水平與NIHSS評分的關系 Spearman相關性分析顯示,血清中HDAC3、SMAD3與NIHSS評分呈正相關關系(r=0.339,P<0.001;r= 0.563,P<0.001)(見圖2、圖3)。

圖2 血清中HDAC3表達水平與NIHSS評分的關系

圖3 血清中SMAD3表達水平與NIHSS評分的關系

2.6 血清HDAC3、SMAD3表達水平與神經功能缺損程度的相關性分析 血清HDAC3、SMAD3表達水平與神經功能缺損程度呈正相關關系(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的血液供應短暫或永久性中斷所導致的[11,12]。在缺血期間,氧和能量供應的缺乏會產生炎癥和氧化損傷,進而導致神經功能障礙[13]。因此尋找與AIS患者神經功能缺損有關的生物標志物具有重要的臨床意義。

HDAC是通過乙?；瘜Ψ墙M蛋白靶標進行翻譯后修飾的中心介質[14]。HDACs不僅與情緒調節(如抑郁癥)有關,而且還參與腦卒中后的恢復,例如,HDAC3和HDAC6在慢性社交挫敗應激(CSDS)小鼠中表現出不同的表達水平[15]。此外,HDAC3限制免疫細胞在多重應激源下的炎癥反應[16]。HDAC3的抑制增強了小鼠髓磷脂的生長和再生,并改善了周圍神經損傷后的功能恢復[17]。HDAC3及其抑制劑在動脈粥樣硬化發展過程中對血管功能、炎癥、脂質積累和斑塊穩定性具有明顯影響[18]。本次研究表明,與對照組相比,AIS組HDAC3水平顯著升高。提示HDAC3的表達與AIS疾病有關。

SMAD3突變與動脈瘤骨關節炎綜合征有關,該綜合征的特征是大血管動脈瘤,主要由SMC和相關結構基質成分缺失引起[19,20]。SMAD3在巨噬細胞中被激活,不僅響應 TGF-β 同種型的刺激,而且通過獨立于TGF-β 活性的機制,在表達磷脂酰絲氨酸的細胞被吞噬后立即激活[21]。SMAD3激活可能促進促炎作用,TGF-β/SMAD依賴性信號傳導誘導巨噬細胞衍生的B細胞活化因子(BAFF)釋放,BAFF是TNF家族的成員,可刺激B細胞的存活和增殖。此外,發現SMAD3可以刺激巨噬細胞衍生的促炎細胞因子IL-23的合成[22]。本次研究表明,AIS組SMAD3水平與對照組相比顯著升高,提示SMAD3的表達水平與AIS的發生有關。

相關性分析顯示,AIS患者血清中HDAC3和SMAD3表達水平呈正相關關系,表明二者共同參與AIS的發生。研究表明,TNF-α在腦卒中的神經免疫學發展中具有關鍵功能,在缺血性腦中具有神經毒性作用[23]。IL-1β是一種具有神經毒性作用的促炎細胞因子。IL-1β可與血管內皮相互作用,增加白細胞的粘附并促進水腫的出現,IL-6是一種促炎蛋白,在腦實質中具有破壞性[24]。本次研究中與對照組相比,AIS組TNF-α、IL-1β、IL-6水平顯著升高,與前人研究一致。本研究還發現,重度組HDAC3、SMAD3的表達水平顯著高于中度組及輕度組,中度組顯著高于輕度組,提示隨著神經功能缺損程度的增加HDAC3、SMAD3水平隨之增加;Spearman相關性分析顯示,血清中HDAC3、SMAD3與NIHSS評分及神經功能缺損程度呈正相關關系,進一步表明HDAC3和SMAD3表達水平與神經功能缺損程度存在相關性,隨著神經功能缺損程度的升高HDAC3和SMAD3表達水平升高,即監測HDAC3和SMAD3表達水平能夠反映AIS患者的神經功能缺損程度。

綜上所述,AIS患者血清中HDAC3和SMAD3表達水平呈異常升高,與神經功能缺損程度有關。而本次研究的樣本量較少,后期會加大試驗樣本進行更深層次研究。