Диссертация (1174327), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Механизм РНК-активации. маРНК присоединяются к белку Ago,создается нуклеотид-белковый комплекс. Этот комплекс проникает в ядро клеткипассивным или активным транспортом. В ядре комплекс может присоединятьсяк комплементарным ДНК (А) последовательностям или к некодирующимучасткам мРНК (В). Оба пути приводят к активации транскрипции гена [114].36Большое разнообразиемодификаций ивариабельность в способахвоздействия мкРНК на сам ген и на его трансляцию делают эти молекулыдостаточно тонким механизмом управления физиологическими процессами,происходящими в клетках и позволяют оперативно реагировать на внутренниеи\или внешние изменения, такие как инсульт.1.3 Роль мкРНК в патогенезе, диагностике и лечении ишемическогоинсульта1.3.1 Роль мкРНК в патогенезе инсультаПредполагается, что мкРНК участвуют в регуляции экспрессии порядка 57%белоккодирующих генов генома человека [44].
Для большинства мкРНК генымишени предсказаны биоинформатически, при этом, не все из них доказаныэкспериментально. Регуляция экспрессии генов посредством мкРНК отличается отрегуляции, осуществляемой факторами транскрипции, обратимостью, большейскоростью воздействия и возможностью локально изменять уровень геновмишеней и белков в отдельных компартментах клетки. Это крайне важно дляобеспечения синаптической пластичности нейронов.
Было показано, что мкРНКпринимает непосредственное участие во всех стадиях ишемического каскада.Однако, наиболее изучено влияние этих молекул на апоптоз, эксайтотоксичность ина окислительное повреждение клетки [133].Несмотря на то, что одна мкРНК может действовать на сотни генов-мишеней,можно выделить две группы мкРНК по влиянию на апоптоз: анти-апоптотическиеи про-апоптотические. Гены про-апоптотического Bcl2-сигнального пути (BAK,BIM, PUMA) являются мишенями таких мкРНК как, miR-125b-5p и miR-29a-3p[107]. Ингибирование FADD происходит посредством мкРНК miR-21-5p.
ЭтамкРНК также участвует в клеточной пролиферации, способствует восстановлениютканей. Было показано, что увеличение экспрессии let-7a-5p блокирует каскадкаспаз. Все вышеуказанные мкРНК можно отнести к анти-апоптотическим,увеличение уровня экспрессии которых, способствует снижению гибели клетки37[107]. В тоже время к про-апоптотическим мкРНК относятся: miR-15a-3p, miR-165p, miR-34a-3p, miR-29b-3p и miR-497-5p. Они блокируют гены антиапоптотического Bcl2 сигнального пути [130]. А мкрнк miR-200c-3p индуцируетFas-ассоциированный апоптоз, ингибируя Fap-1 (тирозин фосфатаза-1).После ИИ гиперэкспрессия miR-107-5p приводит к уменьшению количестваглутаматного транспортера 1 (GLT-1) и к накоплению глутамата, что определяетуровень эксайтотоксиности.
Гиперэкспрессия miR-223-3p уменьшает экспрессиюглутаматного рецептора 2 (GluR2) и субъединицы NR2A рецептора NMDA. Этоуменьшает NMDA индуцируемый прикток Ca2+ в гиппокампальные нейроны, чтозащищает ишемизированный мозг от эксайтотоксической клеточной гибели [56].Проводились исследования, которые показали, что miR-125b-5p уменьшаетэкспрессию NR2A – одной из субъединиц NMDA рецепторов [68]. Было доказано,что активация NMDA рецепторов, содержащих NR2A субъединицу, имеетнейропротективныйэффектиспособствуетвыживаниюклетокприэксайтотоксическом повреждении нейронов, в тоже время активация NMDAрецепторов, содержащих NR2B субъединицу, приводит к эксайтотоксичности иапоптозу [56].Уровень экспрессии miR-497-5p также прямо коррелирует с индукциейэффекта кислород-глюкозной депривации: увеличение экспрессии этой мкРНКприводит к гибели клеток [155].Было показано, что при ишемии переднего мозга, увеличивается экспрессияmiR-29a-3p, которая защищает астроциты.
Увеличение miR-29a-3p приводит кснижению уровня PUMA, что сохраняет GLT-1 в астроцитах. Это приводит кослаблению окислительного стресса и выживанию нейронов [56].Однако, многое еще не изучено в вопросе роли мкРНК в патогенезе инсульта.Проверка других неописанных мкРНК и их генов мишеней может способствоватьпониманию этой тематики.381.3.2 Диагностика, лечение и прогнозирование исхода инсультаДиагностика инсульта – это многоэтапный процесс. Первый этапзаключается в дифференциальной диагностике инсульта от других состояний,связанных с поражением мозга.
На втором этапе устанавливают этиологическийхарактер самого инсульта – ишемический или геморрагический. На третьем этапеуточняется локализация кровоизлияния и возможные механизмы его развития пригеморрагическом инсульте или бассейн поражения сосуда и патогенез инфарктамозга при ИИ [4]. Диагностика ИИ в основном проводится исходя из быстрогоразвития неврологических нарушений, характерных для поражения одного изсосудистых бассейнов мозга, а также исходя из наличия факторов риска в анамнезе(возраст > 50 лет, артериальная гипертензия (АГ), заболевания сердца, сахарныйдиабет, курение и др.).
Подтверждают диагноз с помощью экстренного проведениярентгеновской компьютерной томографии (КТ) или магнитно-резонанснойтомографии (МРТ). Некоторым больным также проводят УЗИ сонных,позвоночных и церебральных артерий, реже КТ- и МР-ангиографию. Безприменения подобных методов ошибки при диагностике ИИ даже в случаяхтипичной клинической картины составляют не менее 5—10% [5]. Например,диагноз инсульт ставят при периферическом вестибулярном головокружении или,напротив, вместо инсульта предполагают “гипертонический церебральный криз”[110].С развитием генетики и молекулярной биологии одним из перспективныхнаправлений в диагностике и прогнозировании исхода заболеваний сталоколичественное определение внеклеточных циркулирующих РНК. Внеклеточнаянекодирующая плазматическая РНК – это класс циркулирующих молекул РНК,которые могут на прямую изменять экспрессию одного или даже множества геновв целевой ткани [100].
мкРНК являются одним из наиболее распространенныхтипов внеклеточной РНК. Только недавно появились первые работы, посвящённыеисследованию дифференциальной экспрессии мкРНК у пациентов при инсульте.Есть работы, посвященные исследованию мкРНК как биомаркеров ИИ, также39существует всего несколько статей, в которых рассматривается экспрессиявнеклеточных мкРНК в качестве прогностического фактора [100, 126]. Разработкатерапии ИИ на основе мкРНК пока проводится исключительно на лабораторныхживотных [81].Выживаемость клеток после ишемии зависит от многих факторов. Одним изспособовееувеличенияявляетсяишемическаяпрекондиция.Этоэкспериментальный подход, при котором создаются гипоксические условияблизкиекпатологическомувоздействию.Врезультатескрининговогоисследования крыс с ишемической прекондицией было выявлено увеличениеуровня экспрессии мкРНК семейства miR-200, которые могут предположительноингибировать пролил-гидроксилазу-2.
Этот фермент гидроксилирует Hif-1a(hypoxia induced factor), что является «меткой» для протеосомальной деградации вусловиях гипоксии. Hif-1a – это транскрипционный фактор, который индуцируетэкспрессию как генов «выживания», так и генов «гибели» клетки. Тем не менее,полагают, что Hif-1a при ишемии оказывает благоприятное влияние навыживаемость клеток [123], а, следовательно, увеличение экспрессии мкРНКсемейства miR-200 носит нейропротективный характер.Другой способ нейропротекции, присущий, собственно, организму в целом –это уменьшение потребления кислорода в условиях гипоксии.
Белок, связывающийметилированные CpG-островки (MeCP2) блокирует «ненужные» гены, тем самымподдерживая уровень транскрипции жизненно важных для клетки генов. ГенMeCP2 является мишенью для мкРНК miR-132-3p, поэтому уменьшение уровня ееэкспрессии приводит к увеличению выживаемости клетки [133].Некоторые мкРНК влияют на нейротрофические факторы. Нейрогенез встриатуме может активироваться привлечением BDNF в вентрикулярную зону.Есть предположения, что мкРНК miR-107-5p и miR-30-5p влияют на уровеньBDNF, однако точных доказательств пока нет [99].Ангиогенез также рассматривают в роли нейропротективного механизма.Гены, регулирующие данный процесс, могут контролироваться мкРНК. Например,экспрессия белков эфринов, которые вовлечены в процесс развития сосудистой40системы, обратно коррелирует со значением экспрессии miR-210-5p (увеличениемкРНК ведет к уменьшению белка).
Профиль экспрессии этой мкРНК в первыечасы после ишемии (особенно у животных с ишемической прекондицией) снижен.Динамика изменения профиля экспрессии имеет двухфазных характер, чтосовпадает с процессом ангиогенеза в мозге.В экспериментах по изучению профиля экспрессии мкРНК в гиппокампекрыс, подвергнутых глобальной ишемии с последующей реперфузией через 30минут или сутки, выявлено, что 32% дифференциально экспрессирующихсямкРНК относятся к семейству let-7 (let-7a-1, let-7a-2, let-7a-3, let-7b, let-7c, let-7d,let-7e, let-7f-1, let-7f-2, let-7g, let-7i, mir-98) [157]. Также установлено, что семействоlet-7 участвует в отрицательной регуляции провоспалительных цитокинов,например TNF-α, IL-6, индуцибельной NO синтазы, каспазы-3 [24].
Среди мкРНКс повышенной экспрессией после ишемии и реперфузии были miR-195, miR-29a/b/cи miR-9, а среди имеющих тенденцию к повышению через 24 часа – miR-143, miR16 и miR-181a. К мкРНК с пониженной экспрессией или с тенденцией к понижениючерез 24 часа относились let-7e, miR-98, miR-125a-5p, miR-139-5p, miR-150, miR204, miR-323, miR-329, miR-352, miR-384-5p и miR-539. В данной работе такжебыло установлено, что отсроченной гибели подвержены нейроны, которые вгиппокампе оставались морфологически интактными после ишемии и через суткипосле реперфузии [157].В ряде исследований было показано, что роль мкРНК при нарушениимозгового крововобращения может отличаться в различных типах нервных клеток.В одной из работ были проанализированы изменения в экспрессии мкРНК через 0,2, 4, 6, 8, 12 и 24 часа после повреждения мозга [163].
Авторы исследовалиэкспрессию miR-21-5p, miR-29b-3p, miR-30b-5p, miR-107-3p, miR-137-5p иmiR-210-5p непосредственно в нейронах и астроцитах на модели кислородноглюкозной депривации и обнаружили, что изменения в экспрессии этих мкРНКзависят, во-первых, от типа клеток и, во-вторых, от временного периода послеишемического воздействия. Так, экспрессия miR-21-5p возрастала через 24 часов внейронах и через 12 часов в астроцитах; экспрессия miR-29b-3p увеличивалась в41интервале 6–24 часов только в нейронах; а экспрессия miR-210-5p возрастала через12 часов в нейронах и значительно повышалась с 8 до 24 часов в астроцитах. Приэтом,мкРНКmiR-107-3p,miR-30b-5pиmiR-137-5pдифференциальноэкспрессировались только в астроцитах [163].БезусловноиспользованиемкРНКвклиникедлядиагностики,прогнозирования и лечения инсульта очень перспективно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
