Serum microRNA profile and serum neuron specific enolase, S-100, and interleukin-6 level as biomarkers for differentiating acute vertigo between cerebellar or brainstem infarction and peripheral vertigo

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การแสดงออกของไมโครอาร์เอ็นเอและระดับโปรตีน นิวรอนสเปซิฟิกอิโนเลส, เอส-100, และ อินเตอร์ลิวคิน-6 จากซีรั่มผู้ป่วยที่มีอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคหลอดเลือดสมองตีบส่วนเซเรเบลลัมหรือก้านสมองเทียบกับผู้ป่วยเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคในหูชั้นใน

Author

Naruchorn Kijpaisalratana, Faculty of Medicine

Year (A.D.)

2019

Document Type

Thesis

First Advisor

Nijasri Charnnarong

Second Advisor

Sunchai Payungporn

Third Advisor

Trairak Pisitkun

Faculty/College

Faculty of Medicine (คณะแพทยศาสตร์)

Department (if any)

Department of Medicine (ภาควิชาอายุรศาสตร์ (คณะแพทยศาสตร์))

Degree Name

Doctor of Philosophy

Degree Level

Doctoral Degree

Degree Discipline

Medicine

DOI

10.58837/CHULA.THE.2019.371

Abstract

Background and PurposeAcute vertigo is a common presentation of inner ear disease. However, it can also be caused by more serious conditions, especially posterior circulation stroke. Differentiation between these 2 conditions by clinical presentations and imaging studies during acute phase can be challenging. This study aims to evaluate the serum microRNA profile and serum neuron specific enolase (NSE), S-100, and interleukin-6 (IL-6) level as potential biomarkers to differentiate between patients with central vertigo due to cerebellar or brainstem infarction and peripheral vertigo.MethodsIn the discovery phase, miRNA expression profiling was performed by Nanostring nCounter Technology in serum of patients with central vertigo due to cerebellar or brainstem infarction (n=3) and peripheral vertigo (n=3) during acute phase within 72 hours after vertigo onset (day 0) and on day 90. MiRNAs that expressed only in acute phase of patients with stroke were selected as potential candidates. Subsequent validation was performed by quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-qPCR) in the serum of patients with posterior circulation stroke (n=23) and peripheral vertigo (n=35). The serum NSE, S100 and interleukin-6 (IL-6) measurements were performed by electrochemiluminescence immunoassay (ECLIA).ResultsIn the discovery phase, miR-342-3p, miR-376-3p, and miR-433-5p were identified by Nanostring nCounter Technology as potential biomarker candidates. In subsequent validation phase, serum miR-433-5p was the only miRNA expressed at significantly high levels in patients with central vertigo during acute phase (median (IQR) central: 92.13 (49.06-183.2) copies/µL vs. peripheral: 53.45 (35.37-102.3) copies/µL, P=0.0056). Only miR-433-5p had discriminative ability to differentiate between central and peripheral vertigo with area under the receiver operating characteristic curve (AUROC) of 0.71. Using a serum miR-433-5p cut off at level >46 copies/µL, the sensitivity and specificity were 87% and 49% respectively. Both S100 (central: 0.111 (0.049-0.335) µg/L vs. peripheral: 0.054 (0.039-0.082) µg/L, P=0.005), and IL-6 central: 7.42 (4.23-14.47) pg/mL vs. peripheral: 2.44 (0.70-4.68) pg/mL, P< 0.001) had significantly higher level in patients with central vertigo.ConclusionThis is the first study to demonstrate the potential of serum miR-433-5p as a biomarker to differentiate between cerebellar or brainstem infarction and peripheral vertigo among patients with acute vertigo.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

บทนำอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนเป็นอาการที่พบได้บ่อยในโรคของหูชั้นใน อย่างไรก็ตามอาการดังกล่าวอาจมีสาเหตุมาจากโรคสมองขาดเลือดของระบบไหลเวียนส่วนหลัง การแยกอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนในระยะเฉียบพลันจากสาเหตุทั้ง 2 ประการอาจทำได้ยากทั้งจากอาการแสดงของผู้ป่วยหรือการใช้ภาพถ่ายทางรังสี ในการศึกษานี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการแสดงออกของไมโครอาร์เอ็นเอและระดับโปรตีนนิวรอนสเปซิฟิกอิโนเลส เอส-100 และอินเตอร์ลิวคิน-6 ในซีรั่มเพื่อเป็นตัวชี้วัดทางชีวภาพในการแยกผู้ป่วยที่มีอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคหลอดเลือดสมองตีบส่วนเซเรเบลลัม หรือก้านสมองเทียบกับผู้ป่วยเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคในหูชั้นในวิธีการสำหรับขั้นตอนการค้นหา การศึกษานี้ใช้เทคโนโลยีนาโนสตริง เอ็นเคาน์เตอร์ ในการศึกษาแสดงออกของไมโครอาร์เอ็นเอในผู้ป่วยที่มีอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคหลอดเลือดสมองตีบส่วนเซเรเบลลัม หรือก้านสมอง (3 ราย) และผู้ป่วยที่มีอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคในหูชั้นใน (3 ราย) ที่ระยะเวลาเฉียบพลันภายใน 72 ชั่วโมงหลังมีอาการเวียนศีรษะบ้านหมุน (วันที่ 0) และวันที่ 90 ไมโครอาร์เอ็นเอ ที่มีการแสดงออกเฉพาะในระยะเฉียบพลันของผู้ป่วยที่มีอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคหลอดเลือดสมองจะถูกคัดเลือกเพื่อศึกษาในขั้นตอนการยืนยันด้วยวิธีปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสแบบย้อนกลับในซีรั่มของผู้ป่วยที่มีอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคหลอดเลือดสมองตีบส่วนเซเรเบลลัมหรือก้านสมอง (23 ราย) และผู้ป่วยที่มีอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคในหูชั้นใน (35 ราย) การศึกษานี้ใช้วิธีการวัดปริมาณของโปรตีนนิวรอนสเปซิฟิกอิโนเลส เอส-100 และอินเตอร์ลิวคิน-6 โดยหลักการ electrochemiluminescence immunoassayผลการศึกษาในขั้นตอนการค้นหาจากเทคโนโลยีนาโนสตริง เอ็นเคาน์เตอร์ พบ miR-342-3p, miR-376-3p และ miR-433-5p เป็นไมโครอาร์เอ็นเอที่มีความเป็นไปได้ในการเป็นตัวชี้วัดทางชีวภาพ ซึ่งในขั้นตอนการยืนยัน พบว่าเฉพาะ miR-433-5p เท่านั้นที่มีปริมาณสูงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในผู้ป่วยเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคหลอดเลือดสมอง [92.13 (49.06-183.2) ก๊อปปี้ต่อไมโครลิตร] เมื่อเทียบกับผู้ป่วยที่มีอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคในหูชั้นใน [53.45 (35.37-102.3) ก๊อปปี้ต่อไมโครลิตร], P=0.0056 นอกจากนี้ miR-433-5p ยังมีอำนาจในการจำแนกผู้ป่วยที่มีอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคสมองขาดเลือดออกจากโรคในหูชั้นใน โดยมีค่าพื้นที่ใต้กราฟ receiver operating characteristic เป็น 0.71 และเมื่อใช้ระดับของซีรั่ม miR-433-5p สูงกว่า 46 ก๊อปปี้ต่อไมโครลิตร ในการวินิจฉัยอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคหลอดเลือดสมองพบว่ามีความไวร้อยละ 87 และความจำเพาะร้อยละ 49 นอกจากนี้ระดับ เอส-100 [โรคหลอดเลือดสมอง: 0.111 (0.049-0.335) ไมโครกรัมต่อลิตร เทียบกับ โรคในหูชั้นใน: 0.054 (0.039-0.082) ไมโครกรัมต่อลิตร, P=0.005] และอินเตอร์ลิวคิน-6 [โรคหลอดเลือดสมอง: 7.42 (4.23-14.47) พิโคกรัมต่อมิลลิลิตร เทียบกับ โรคในหูชั้นใน: 2.44 (0.70-4.68) พิโคกรัมต่อมิลลิลิตร, P<0.001] ในผู้ป่วยเวียนศีรษะบ้านหมุนจากโรคหลอดเลือดสมองสูงกว่าผู้ป่วยจากโรคในหูชั้นในอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติสรุป การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าไมโครอาร์เอ็นเอ miR-433-5p ในซีรั่มมีความสามารถในการเป็นตัวชี้วัดทางชีวภาพเพื่อแยกระหว่างโรคหลอดเลือดสมองตีบส่วนเซเรเบลลัมหรือก้านสมองและโรคของหูชั้นใน ในผู้ป่วยที่มีอาการเวียนศีรษะบ้านหมุนเฉียบพลัน

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.

Recommended Citation

Kijpaisalratana, Naruchorn, "Serum microRNA profile and serum neuron specific enolase, S-100, and interleukin-6 level as biomarkers for differentiating acute vertigo between cerebellar or brainstem infarction and peripheral vertigo" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 8747.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/8747