Микро-РНК-30a-5p как мишень для фармакологической коррекции патологических состояний нервной системы

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В головном мозге основными индукторами нейровоспаления являются провоспалительные цитокины, хемокины, активные формы кислорода и другие медиаторы, продуцируемые микроглией, астроцитами и эндотелиальными клетками. Хронические нейровоспалительные состояния проявляются инфильтрацией периферических иммунных клеток через гематоэнцефалический барьер и вызывают повреждение тканей центральной нервной системы, способствуя активации глии и повышению проницаемости гематоэнцефалического барьера. По данным ряда исследований, одним из регуляторов этих процессов являются малые некодирующие РНК, или микроРНК, которые могут либо способствовать прогрессированию заболевания, либо, наоборот, отражать попытку нервной системы предотвратить чрезмерное повреждение и восстановить гомеостаз. Изучение роли микроРНК, в частности miR-30a-5p, в этих процессах может пролить свет на патогенетические механизмы, лежащие в основе ряда неврологических заболеваний и привести к открытию новых терапевтических средств. В данном обзоре обсуждается роль miR-30a-5p в регуляции экспрессии генов про- и противовоспалительных цитокинов, возможные механизмы ее действия и использование miR-30a-5p в качестве потенциальной терапевтической мишени для фармакологической коррекции нейровоспаления при патологических состояниях нервной системы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Марат Игоревич Айрапетов

Институт экспериментальной медицины; Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Автор, ответственный за переписку.
Email: interleukin1b@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8318-9069
SPIN-код: 5982-4075

кандидат мед. наук, доцент

Россия, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, 12; 194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6

Сергей Олегович Ереско

Институт экспериментальной медицины; Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Email: eresko.sergei@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0269-6078
SPIN-код: 4096-2798
Россия, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, 12; 191015, Санкт-Петербург, ул. Кирочная, д.41

София Александровна Шамаева

Институт экспериментальной медицины

Email: interleukin1b@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, 12

Андрей Андреевич Лебедев

Институт экспериментальной медицины

Email: aalebedev-iem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0297-0425
SPIN-код: 4998-5204

доктор биол. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, 12

Евгений Рудольфович Бычков

Институт экспериментальной медицины

Email: bychkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8911-6805
SPIN-код: 9408-0799

доктор мед. наук

Россия, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, 12

Петр Дмитриевич Шабанов

Институт экспериментальной медицины

Email: pdshabanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1464-1127
SPIN-код: 8974-7477

доктор мед. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, 12

Список литературы

  1. Chen S., Dong Z., Cheng M., et al. Homocysteine exaggerates microglia activation and neuroinflammation through microglia localized STAT3 overactivation following ischemic stroke // Neuroinflammation. 2017. Vol. 14. ID 187. doi: 10.1186/s12974-017-0963-x
  2. Xanthos D.N., Sandkühler J. Neurogenic neuroinflammation: inflammatory CNS reactions in response to neuronal activity // Nat Rev Neurosci. 2014. Vol. 15. P. 43–53. doi: 10.1038/nrn3617
  3. Balistreri C.R., Monastero R. Neuroinflammation and neurodegenerative diseases: How much do we still not know? // Brain Sci. 2023. Vol. 14, N 1. ID 19. doi: 10.3390/brainsci14010019
  4. Shabab T., Khanabdali R., Moghadamtousi S.Z., et al. Neuroinflammation pathways: a general review // Int J Neurosci. 2017. Vol. 127, N 7. P. 624–633. doi: 10.1080/00207454.2016.1212854
  5. Айрапетов М.И., Ереско С.О., Лебедев А.А., и др. Участие TOLL-подобных рецепторов в нейроиммунологии алкоголизма // Биомедицинская химия. 2020. Т. 66, № 3. С. 208–215. EDN: NHDJTU doi: 10.18097/PBMC20206603208
  6. Tandon P.N. The enigma of neuroinflammation // Neurol India. 2017. Vol. 65, N 4. P. 703–705. doi: 10.4103/neuroindia.NI_517_17
  7. Brown C.M., Mulcahey T.A., Filipek N.C., Wise P.M. Production of proinflammatory cytokines and chemokines during neuroinflammation: novel roles for estrogen receptors α and β // Endocrinology. 2010. Vol. 151, N 10. P. 4916–4925. doi: 10.1210/en.2010-0371
  8. Mittal M., Siddiqui M.R., Tran K., et al. Reactive oxygen species in inflammation and tissue injury // Antioxid Redox Signal. 2014. Vol. 20, N 7. P. 1126–1167. doi: 10.1089/ ars.2012.5149
  9. Ransohoff R.M. How neuroinflammation contributes to neurodegeneration // Science. 2016. Vol. 353, N 6301. P. 777–783. doi: 10. 1126/science.aag2590
  10. Ferro A., Auguste Y.S.S., Cheadle L. Microglia, cytokines, and neural activity: unexpected interactions in brain development and function // Front Immunol. 2021. Vol. 12. ID 703527. doi: 10.3389/fimmu.2021.703527
  11. Chen O., Luo X., Ji R.-R. Macrophages and microglia in inflammation and neuroinflammation underlying different pain states // Med Rev. 2023. Vol. 3, N 5. P. 381–407. doi: 10.1515/mr-2023-0034
  12. DiSabato D.J., Quan N., Godbout J.P. Neuroinflammation: the devil is in the details // J Neurochem. 2016. Vol. 139, N S2. P. 136–153. doi: 10.1111/jnc.13607
  13. Kempuraj D., Thangavel R., Natteru P.A., et al Neuroinflammation induces neurodegeneration // J Neurol Neurosurg Spine. 2016. Vol. 1. ID 1003.
  14. Carthew R.W., Sontheimer E.J. Origins and mechanisms of MiRNAs and SiRNAs // Cell. 2009. Vol. 136, N 4. P. 642–655. doi: 10.1016/j.cell.2009.01.035
  15. Ha M., Kim V.N. Regulation of MicroRNA biogenesis // Nat Rev Mol Cell Biol. 2014. Vol. 15. P. 509–524. doi: 10.1038/nrm3838
  16. Borchert G.M., Lanier W., Davidson B.L. RNA polymerase III transcribes human microRNAs // Nat Struct Mol Biol. 2006. Vol. 13. P. 1097–1101. doi: 10.1038/nsmb1167
  17. Benoit M.P.M.H., Imbert L., Palencia A., et al. The RNA-binding region of human TRBP interacts with microRNA precursors through two independent domains // Nucleic Acids Res. 2013. Vol. 41, N 7. P. 4241–4252. doi: 10.1093/nar/gkt086
  18. Marinaro F., Marzi M.J., Hoffmann N., et al. MicroRNA-independent functions of DGCR8 are essential for neocortical development and TBR1 expression // EMBO Rep. 2017. Vol. 18, N 4. P. 603–618. doi: 10.15252/embr.201642800
  19. Macias S., Cordiner R.A., Cáceres J.F. Cellular functions of the microprocessor // Biochem Soc Trans. 2013. Vol. 41, N 4. P. 838–843. doi: 10.1042/BST20130011
  20. Song M.-S., Rossi J.J. Molecular mechanisms of Dicer: endonuclease and enzymatic activity // Biochem J. 2017. Vol. 474, N 10. P. 1603–1618. doi: 10.1042/BCJ20160759
  21. Meijer H.A., Smith E.M., Bushell M. Regulation of miRNA strand selection: follow the leader? // Biochem Soc Trans. 2014. Vol. 42, N 4. P. 1135–1140. doi: 10.1042/BST20140142
  22. Janas M.M., Wang B., Harris A.S., et al. Alternative RISC assembly: binding and repression of microRNA-mRNA duplexes by human Ago proteins // RNA. 2012. Vol. 18, N 11. P. 2041–2055. doi: 10.1261/rna.035675.112
  23. Wilson R.C., Doudna J.A. Molecular mechanisms of RNA interference // Annu Rev Biophys. 2013. Vol. 42. P. 217–239. doi: 10.1146/annurev-biophys-083012-130404
  24. Gorski S.A., Vogel J., Doudna J.A. RNA-based recognition and targeting: Sowing the seeds of specificity // Nat Rev Mol Cell Biol. 2017. Vol. 18. P. 215–228. doi: 10.1038/nrm.2016.174
  25. Park J.H., Shin C. MicroRNA-directed cleavage of targets: mechanism and experimental approaches // BMB Rep. 2014. Vol. 47, N 8. P. 417–423. doi: 10.5483/bmbrep.2014.47.8.109
  26. Zaporozhchenko I.A., Rykova E.Y., Laktionov P.P. The Fundamentals of miRNA Biology: Structure, Biogenesis, and Regulatory Functions // Russ J Bioorg Chem. 2020. Vol. 46. P. 1–13. doi: 10.1134/S106816202001015X
  27. Fabian M.R., Sonenberg N., Filipowicz W. Regulation of MRNA translation and stability by microRNAs // Annu Rev Biochem. 2010. Vol. 79. P. 351–379. doi: 10.1146/annurev-biochem-060308-103103
  28. Friedman R.C., Farh K.K.-H., Burge C.B., Bartel D.P. Most mammalian MRNAs are conserved targets of microRNAs // Genome Res. 2009. Vol. 19. P. 92–105. doi: 10.1101/gr.082701.108
  29. Kozomara A., Birgaoanu M., Griffiths-Jones S. MiRBase: From microRNA sequences to function // Nucleic Acids Res. 2019. Vol. 47, N D1. P. 155–162. doi: 10.1093/nar/gky1141
  30. Helwak A., Kudla G., Dudnakova T., Tollervey D. Mapping the human MiRNA interactome by CLASH reveals frequent noncanonical binding // Cell. 2013. Vol. 153, N 3. P. 654–665. doi: 10.1016/j.cell.2013.03.043
  31. Bayraktar R., Van Roosbroeck K., Calin G.A. Cell-to-cell communication: MicroRNAs as hormones // Mol Oncol. 2017. Vol. 11, N 12. P. 1673–1686. doi: 10.1002/1878-0261.12144
  32. Vishnoi A., Rani S. MiRNA biogenesis and regulation of diseases: an overview. В кн.: MicroRNA profiling. Methods in molecular biology. Vol. 2595 / Rani S., editor. New York: Humana. P. 1–10. doi: 10.1007/978-1-0716-2823-2_1
  33. Tanigawa K., Misono S., Mizuno K., et al. MicroRNA signature of small-cell lung cancer after treatment failure: impact on oncogenic targets by miR-30a-3p control // Mol Oncol. 2023. Vol. 17, N 2. P. 328–343. doi: 10.1002/1878-0261.13339
  34. Wang X., Zhao H., Wang P., et al. MiR-30a-5p/CHD1 axis enhances cisplatin sensitivity of ovarian cancer cells via inactivating the Wnt/β-catenin pathway // Anticancer Drugs. 2022. Vol. 33, N 10. P. 989–998. doi: 10.1097/CAD.0000000000001397
  35. Du L., Wang B., Wu M., et al. LINC00926 promotes progression of renal cell carcinoma via regulating miR-30a-5p/SOX4 axis and activating IFNγ-JAK2-STAT1 pathway // Cancer Lett. 2023. Vol. 578. ID 216463. doi: 10.1016/j.canlet.2023.216463
  36. Xie L., Wei J., Gao Z., et al. Significance of a tumor microenvironment-mediated P65-miR-30a-5p-BCL2L11 amplification loop in multiple myeloma // Exp Cell Res. 2022. Vol. 415, N 1. ID 113113. doi: 10.1016/j.yexcr.2022.113113
  37. Outeiro-Pinho G., Barros-Silva D., Aznar E., et al. MicroRNA-30a-5pme: a novel diagnostic and prognostic biomarker for clear cell renal cell carcinoma in tissue and urine samples // Exp Clin Cancer Res. 2020. Vol. 39. ID 98. doi: 10.1186/s13046-020-01600-3
  38. Jiang L.-h., Zhang H.-d., Tang J.-h. MiR-30a: A novel biomarker and potential therapeutic target for cancer // J Oncol. 2018. ID 5167829. doi: 10.1155/2018/5167829
  39. Ma Y., Lin H., Wang P., et al. A miRNA-based gene therapy nanodrug synergistically enhances pro-inflammatory antitumor immunity against melanoma // Acta Biomater. 2023. Vol. 155. P. 538–553. doi: 10.1016/j.actbio.2022.11.016
  40. Wieghofer P., Prinz M. Genetic manipulation of microglia during brain development and disease // Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2016. Vol. 1862, N 3. P. 299–309. doi: 10.1016/j.bbadis.2015.09.019
  41. Kabba J.A., Xu Y., Christian H., et al. Microglia: Housekeeper of the central nervous system // Cell Mol Neurobiol. 2018. Vol. 38. P. 53–71. doi: 10.1007/s10571-017-0504-2
  42. Pettas S., Karagianni K., Kanata E., et al. Profiling microglia through single-cell RNA sequencing over the course of development, aging, and disease // Cells. 2022. Vol. 11, N 15. ID 2383. doi: 10.3390/cells11152383
  43. Long Y., Li X.-q., Deng J., et al. Modulating the polarization phenotype of microglia — A valuable strategy for central nervous system diseases // Ageing Res Rev. 2024. Vol. 93. ID 102160. doi: 10.1016/j.arr.2023.102160
  44. Choi H.-R., Ha J.S., Kim E.-A., et al. MiR-30a-5p and miR-153-3p regulate LPS-induced neuroinflammatory response and neuronal apoptosis by targeting NeuroD1 // BMB Rep. 2022. Vol. 55, N 9. P. 447–452. doi: 10.5483/BMBRep.2022.55.9.061
  45. Fu X., Shen Y., Wang W., Li X. MiR-30a-5p ameliorates spinal cord injury-induced inflammatory responses and oxidative stress by targeting Neurod 1 through MAPK/ERK signalling // Clin Exp Pharmacol Physiol. 2018. Vol. 45, N 1. P. 68–74. doi: 10.1111/1440-1681.12856
  46. Hu W., Zhou J., Jiang Y., et al. Silencing of LINC00707 alleviates brain injury by targeting miR-30a-5p to regulate microglia inflammation and apoptosis // Neurochem Res. 2024. Vol. 49, N 1. P. 222–233. doi: 10.1007/s11064-023-04029-0
  47. Zhao P., Wang M., An J., et al. A positive feedback loop of miR-30a-5p-WWP1-NF-κB in the regulation of glioma development // Biochem Cell Biol. 2019. Vol. 112. P. 39–49. doi: 10.1016/j.biocel.2019.04.003
  48. Barzegar Behrooz A., Latifi-Navid H., da Silva Rosa S.C., et al. Integrating multi-omics analysis for enhanced diagnosis and treatment of glioblastoma: A comprehensive data-driven approach // Cancers (Basel). 2023. Vol. 15, N 12. ID 3158. doi: 10.3390/cancers15123158
  49. Sun T., Zhao K., Liu M., et al. miR-30a-5p induces Aβ production via inhibiting the nonamyloidogenic pathway in Alzheimer’s disease // Pharmacol Res. 2022. Vol. 178. ID 106153. doi: 10.1016/j.phrs.2022.106153
  50. Rivera J., Sharma B., Torres M.M., Kumar S. Factors affecting the GABAergic synapse function in Alzheimer’s disease: Focus on microRNAs // Ageing Res Rev. 2023. Vol. 92. ID 102123. doi: 10.1016/j.arr.2023.102123
  51. Murinello S., Usui Y., Sakimoto S., et al. miR-30a-5p inhibition promotes interaction of Fas+ endothelial cells and FasL+microglia to decrease pathological neovascularization and promote physiological angiogenesis // Glia. 2019. Vol. 67, N 2. P. 332–344. doi: 10.1002/glia.23543
  52. Mussa B.M., Taneera J., Mohammed A.K., et al. Potential role of hypothalamic microRNAs in regulation of FOS and FTO expression in response to hypoglycemia // Physiol Sci. 2019. Vol. 69, N 6. P. 981–991. doi: 10.1007/s12576-019-00718-0

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 84654 от 01.02.2023 г.