[发明专利]一种尿液外泌体hsa‑microRNA486‑3p及其应用

说明书

技术领域

本发明属于医药技术领域，涉及一种超早期诊断激素性股骨头坏死的生物标志物尿液外泌体hsa-microRNA486-3p，特别涉及一种尿液外泌体hsa-microRNA486-3p及其应用。

背景技术

股骨头坏死(ONFH)是具有高致残率的骨科疾病，好发于30-50岁的中青年,容易造成患者劳动能力丧失，给家庭及社会带来了沉重的负担[1，2]。如果发现不及时，未能采取干预措施，80％的ONFH会快速进展到骨坏死的晚期(关节炎期)，最终接受全髋关节置换治疗[3]。因此尽可能早的利用无创检测手段发现股骨头坏死，进行早期干预，延缓甚至避免关节置换是临床工作中亟需解决的问题[4]。目前无创性的诊断方式包括普通X线平片、计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)、骨扫描等。相比较于其他的无创检测手段，MRI检测被认为是目前诊断ONFH的“金标准”。然而MRI仅能对发生器质性(股骨头形态)改变的股骨头提供信息，无法在股骨头发生功能性改变(软骨退变、软骨皱褶等)的阶段做出诊断[5]；而且MRI价格昂贵、无法用于有金属内植物的患者等诸多因素，限制了MRI在股骨头坏死发生早期的临床使用价值。

液体活检(Liquid biopsy)是一种新型的检测方法，通过捕获并准确分析进入体液的其它细胞或DNA，从而对疾病做出早期诊断，目前已广泛应用于多种癌症的诊断[6]。该检测方法是第一次非介入性地，可重复性地获取待检样本，医生们从而可以建立起对该疾病的基因表达谱，靶向突变用药，快速判断治疗效果以及实时监测疾病的发展而调节治疗方案[7，8]。近年来,作为液体活检的重要组成部分，一种叫做外泌体(exosomes)的小囊泡正受到越来越广泛的关注[9]。

外泌体通过非网格蛋白或网格蛋白介导的胞吞作用形成初级内体，酸化初级内体而得到次级内体，进而内体膜内陷形成多囊泡体。在多泡体中存在腔内小囊泡，其内有许多内容物包括核糖核酸(miRNAs，mRNAs)、蛋白(受体、酶等)，脂质，还有病毒颗粒。多囊泡体通过溶酶体降解或者通过与膜融合释放，即释放出外泌体(见图1)[10]。

作为活细胞分泌来的膜性囊泡，外泌体天然存在于体液(血液、唾液、尿液等)以及细胞培养基中[11]。2007年，Valadi等发现细胞分泌的外泌体中含有生物活性的mRNAs、microRNAs(miRNAs)、脂质和蛋白质，这使得研究人员对外泌体的研究热情激增[12]。随着研究的进展，科学家发现外泌体不仅在细胞间通讯及局部微环境的调节中发挥着特殊作用，而且在血管内凝血、体内垃圾的管理上也起到重要作用(见图2)[13，14]。

MiRNAs是非编码RNA(non-coding RNAs)家族中的重要一员，大约有17-24个核苷酸长度，通过与目标mRNA上的3′非翻译区(3′UTR)结合来调控翻译后的基因沉默，进而抑制相关基因的表达[15]。miRNAs是外泌体中的主要小RNA，它们被周围或者其他远端部位的细胞“吞入”后，进而调节受体细胞的功能，影响着人体内的生物信号网络，参与细胞增殖、细胞分化、细胞转移、疾病的发生以及疾病的进展[16-20]。

越来越多的证据表明，miRNAs在外泌体双层脂膜的保护下能够避免降解，保持其生物活性，使其能稳定存在于体液中(血液、唾液、乳汁等)[21-23]。更重要的是，外泌体中miRNAs的数量及成分在生理状态和病理状态中有明显的区别，这些都为外泌体miRNAs成为早期诊断疾病、指示疾病变化的无创性生物标志物提供了有利条件[24]。例如，一系列的来自人体唾液中的miRNAs，包括miRNAs：hsa-miR-150，hsa-miR-379，hsa-miR-888被用作诊断Sjogren综合症的潜在标志物[25]；而hsa-miR-132，hsa-miR-155，hsa-miR-21，miR-331-5p等在复发的肺癌中呈高表达状态[26]；由此可见，外泌体miRNAs已经用于多种疾病，尤其是癌症的的早期诊断。正如澳大利亚Walter and Eliza Hall医学研究所的Jeanne Tie所说，“这些新的标志物(外泌体、ctDNA等)，提供了一个惊人的机会来管理癌症。以前，我们总是落后于疾病一步。有了这些更具体、更敏感的工具，我们终于可以向前迈进一步”。尽管在癌症领域，外泌体miRNAs标志物的发展如火如荼，但是在诊断骨科疾病中的应用尚处于开始阶段。

参考文献：