NRR：广西医科大学第一附属医院许建文教授团队指出ANO10，BST1和ZFP36L2可能是脊髓损伤潜在的生物标志物
撰文：李筱璐，陈建敏，许建文
脊髓损伤是一种常见的致残性疾病，目前尚无有效的治疗方法[1]。脊髓损伤后神经再生和功能恢复困难归因于其复杂的病理变化。其中，免疫炎症反应是脊髓损伤病理过程中的中心事件，可显著影响神经再生和功能恢复[2]。先天性与适应性免疫细胞已被证明参与脊髓损伤后的免疫炎症反应，然而尚不清楚它们在免疫微环境中所发挥的具体作用[3]。目前，脊髓损伤后局部免疫炎症反应已经被广泛研究，但对外周性免疫炎症反应的了解仍较少[4]。因此，探索脊髓损伤患者外周免疫炎症反应机制以及筛选潜在的生物标志物将有助于治疗策略的制定。
最近来自中国广西医科大学第一附属医院许建文教授团队在《中国神经再生研究（英文版）》（Neural Regeneration Research）上发表了题为“Screening biomarkers for spinal cord injury using weighted gene co-expression network analysis and machine learning”的研究揭示了脊髓损伤患者外周血中微小RNA（miRNA）和信使RNA（mRNA）的差异表达谱，染色通过机器学习算法筛选出与脊髓损伤相关的特异性生物标志物，构建出miRNA-mRNA相互作用网络。其结果显示，多种常见的免疫炎症反应信号通路在脊髓损伤后发生变化。且与健康受试者相比，脊髓损伤患者的外周血中有17种免疫细胞的比例出现改变。此外，ANO10、BST1和ZFP36L2有望成为脊髓损伤治疗的新靶点。
许建文等通过高通量测序获得了脊髓损伤患者外周血中的miRNA表达谱，同时利用公共数据库获取了脊髓损伤患者的mRNA表达谱，然后利用生物信息学方法鉴定出差异表达的miRNA和mRNA，并构建出miRNA-mRNA相互作用网络。功能富集分析发现，多种常见的免疫炎症相关信号通路可在脊髓损伤后发生了改变，如中性粒细胞外陷阱形成通路、T细胞受体信号通路、核因子κB信号通路。结合加权基因共表达网络分析和机器学习算法筛选出3种与脊髓损伤显著相关的生物标志物ANO10、BST1和ZFP36L2。随后，通过受试者人工曲线分析在原始训练数据集和临床样本中验证了这3种基因的表达水平和诊断性能。此外许建文等还使用了CIBERSORT工具评估脊髓损伤患者和健康受试者外周血中22种免疫细胞的比例。结果表明，与健康受试者相比，脊髓损伤患者的幼稚B细胞、浆细胞、单核细胞和中性粒细胞比例增加，而记忆B细胞、CD8+T细胞、静息自然杀伤细胞、静息树突状细胞和嗜酸性粒细胞比例明显降低。同时，许建文等还发现ANO10, BST1和ZFP26L2与免疫细胞密切相关。以往研究已发现，ANO10在固有免疫过程中发挥核心作用，且在ANO10缺乏的情况下，巨噬细胞功能将受损[5]。BST1是一种免疫调节分子，主要负责早期B细胞和T细胞的生长和发育[6]。而ZFP36L2可通过调节T细胞的免疫功能参与中枢神经系统的炎症反应[7]。未来这些基因与免疫细胞之间错综复杂的相互作用还需要进一步的研究。
总之，为了探究脊髓损伤外周免疫炎症的具体机制和寻找潜在的生物标志物，研究通过联合高通量测序及生物信息学分析比较了脊髓损伤患者与健康对照者外周血中的miRNA及mRNA的表达差异，初步构建了与脊髓损伤相关的miRNA-mRNA调控网络，探索了由脊髓损伤引发的免疫炎症反应变化。结合机器学习算法及实验验证，鉴定出ANO10，BST1和ZFP36L2这3种潜在的生物标志物。综上所述，该研究结果为脊髓损伤免疫炎症相关治疗策略的制定提供新的方向。然而，该研究用于测序的样本量较少，并仅选择来源于血液样本的测序数据进行分析。其次，调控网络中miRNA-mRNA的相互作用需要双荧光素酶基因报告试验来进一步验证。最后，实验验证分析中纳入的临床样本量相对较小，没有构建与临床基线数据相关的模型。因此，该结果还需要后续在更大的样本量以及体内外功能实验进一步探索。
原文链接：https://doi.org/10.4103/1673-5374.391306
参考文献：
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[6] Vicari AP, Bean AG, Zlotnik A. A role for BP-3/BST-1 antigen in early T cell development. Int Immunol. 1996;8(2):183-191.
[7] Makita S, Takatori H, Nakajima H. Post-transcriptional regulation of immune responses and inflammatory diseases by rna-binding ZFP36 family proteins. Front Immunol. 2021;12:711633.
通讯作者：许建文，医学博士，二级教授，主任医师，博士生导师，博士后合作导师，广西医科大学第一附属医院康复科科主任，长期从事脊髓以及脊柱疾病相关临床及基础研究，主持国家自然科学基金4项，省部级重点课题8项，发表SCI及国内核心期刊论文100余篇，参编国家规划的本科及研究生教材、专著10多部，获得国内外发明专利8项。
