МикроРНК в диагностике сердечно-сосудистых заболеваний, ассоциированных с сахарным диабетом 2-го типа и ожирением


Цитировать

Полный текст

Аннотация

По всему миру неуклонно продолжает увеличиваться число пациентов с сахарным диабетом 2-го типа (СД-2), ожирением и сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ). Несмотря на длительные годы изучения ожирения и сопутствующих заболеваний, молекулярно-генетические основы развития данных патологических состояний до сих пор остаются предметом многочисленных исследований. Результаты недавних исследований указывают на причастность микроРНК в качестве динамических модификаторов патогенеза различных патологических состояний, в том числе ожирения, СД-2 и ССЗ. МикроРНК участвуют в различных биологических процессах, лежащих в основе развития ССЗ, включая дисфункцию эндотелия, адгезию клеток, формирование и разрыв атеросклеротической бляшки. Некоторые из них рассматриваются как потенциальные чувствительные диагностические маркеры ишемической болезни сердца, а также острого инфаркта миокарда. В организме человека обнаружено около 1000 микроРНК. Определено, что микроРНК регулируют 30% всех генов человека. Среди них насчитывается около 50 циркулирующих микроРНК, предположительно, ассоциированных с ССЗ. В данном обзоре приведены сведения по участию некоторых микроРНК в различных патологических и физиологических состояниях ассоциированных с ССЗ при СД и ожирении. Расширенное и точное понимание функции микроРНК в генных регуляторных сетях, связанных с риском развития сердечно-сосудистых осложнений ожирения, позволит выявить новые механизмы развития заболевания, прогнозировать развитие заболевания и выработать инновационные терапевтические стратегии.

Об авторах

Т А Швангирадзе

Эндокринологический научный центр Минздрава России

Москва, Россия

И З Бондаренко

Эндокринологический научный центр Минздрава России

Москва, Россия

Е А Трошина

Эндокринологический научный центр Минздрава России

Москва, Россия

М В Шестакова

Эндокринологический научный центр Минздрава России

Москва, Россия

Список литературы

  1. Obesity and overweight. 2015. Available at: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/.]
  2. Go AS, Mozaffarian D, Roger VL, Benjamin EJ, Berry JD, Blaha MJ, et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2014 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 2013;129(3):e28-e292. doi: 10.1161/01.cir.0000441139.02102.80
  3. Avrahami D, Kaestner KH, editors. Epigenetic regulation of pancreas development and function. Seminars in cell & developmental biology; 2012: Elsevier.
  4. Bartel DP. MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell. 2004;116(2):281-297. doi: 10.1016/s0092-8674(04)00045-5
  5. Nishiguchi T, Imanishi T, Akasaka T. MicroRNAs and cardiovascular diseases. BioMed Res Int. 2015;2015.
  6. Weber JA, Baxter DH, Zhang S, Huang DY, How Huang K, Jen Lee M, et al. The MicroRNA Spectrum in 12 Body Fluids. Clin Chem. 2010;56(11):1733-1741. doi: 10.1373/clinchem.2010.147405
  7. Ishida M, Shimabukuro M, Yagi S, Nishimoto S, Kozuka C, Fukuda D et al. MicroRNA-378 regulates adiponectin expression in adipose tissue: a new plausible mechanism. 2014; e11537
  8. Lawrie CH, Gal S, Dunlop HM, Pushkaran B, Liggins AP, Pulford K, et al. Detection of elevated levels of tumour-associated microRNAs in serum of patients with diffuse large B-cell lymphoma. Br J Haematol. 2008;141(5):672-675. doi: 10.1111/j.1365-2141.2008.07077.x
  9. Silva J, Garcia V, Zaballos A, Provencio M, Lombardia L, Almonacid L, et al. Vesicle-related microRNAs in plasma of nonsmall cell lung cancer patients and correlation with survival. Eur Respir J. 2010;37(3):617-623. doi: 10.1183/09031936.00029610
  10. Hoheisel JD, Wang X, Sundquist J, Zöller B, Memon AA, Palmér K et al. Determination of 14 Circulating microRNAs in Swedes and Iraqis with and without Diabetes Mellitus Type 2. PLoS ONE. 2014;9(1):e86792. doi: 10.1371/journal.pone.0086792
  11. Lim LP, Lau NC, Garrett-Engele P, Grimson A, Schelter JM, Castle J et al. Microarray analysis shows that some microRNAs downregulate large numbers of target mRNAs. Nature. 2005;433(7027):769-773. doi: 10.1038/nature03315
  12. Sayed ASM, Xia K, Salma U, Yang T, Peng J. Diagnosis, Prognosis and Therapeutic Role of Circulating miRNAs in Cardiovascular Diseases. Heart, Lung and Circulation. 2014;23(6):503-510. doi: 10.1016/j.hlc.2014.01.001
  13. Wu L, Dai X, Zhan J, Zhang Y, Zhang H, Zhang H et al. Profiling peripheral microRNAs in obesity and type 2 diabetes mellitus. Apmis. 2015;123(7):580-585. doi: 10.1111/apm.12389
  14. Quiat D, Olson EN. MicroRNAs in cardiovascular disease: from pathogenesis to prevention and treatment. J Clin Invest. 2013;123(1):11-18. doi: 10.1172/jci62876
  15. Шестакова М.В. Активность ренин-ангиотензиновой системы (РАС) жировой ткани: метаболические эффекты блокады РАС. Ожирение и метаболизм. 2011;8(1):21-25. doi: 10.14341/2071-8713-5187
  16. Дедов И.И, Мельниченко Г.А, Бутрова С.А. Жировая ткань как эндокринный орган. Ожирение и метаболизм. 2006;(1):6-13 doi: 10.14341/2071-8713-4937]
  17. Goossens GH, Blaak EE, van Baak MA. Possible involvement of the adipose tissue renin-angiotensin system in the pathophysiology of obesity and obesity-related disorders. Obes Rev. 2003;4(1):43-55. doi: 10.1046/j.1467-789X.2003.00091.x
  18. Boustany CM, Bharadwaj K, Daugherty A et al. Activation of the systemic and adipose renin-angiotensin system in rats with diet-induced obesity and hypertension. AJP: Regulatory, Integrative and Comparative Physioly. 2004;287(4):R943-R9. doi: 10.1152/ajpregu.00265.2004
  19. Owens GK. Regulation of differentiation of vascular smooth muscle cells. Physiol Rev. 1995;75(3):487-517.
  20. Ruhrberg C, Albinsson S, Skoura A, Yu J, DiLorenzo A, Fernández-Hernando C, et al. Smooth Muscle miRNAs Are Critical for Post-Natal Regulation of Blood Pressure and Vascular Function. PLoS ONE. 2011;6(4):e18869. doi: 10.1371/journal.pone.0018869
  21. Kannel WB. Diabetes and Cardiovascular Disease. The Framingham study. JAMA. 1979;241(19):2035-2038. doi: 10.1001/jama.1979.03290450033020
  22. Liu J-W, Liu D, Cui K-Z, Xu Y, Li Y-B, Sun Y-M, et al. Recent advances in understanding the biochemical and molecular mechanism of diabetic cardiomyopathy. Biochem Biophys Res Communications. 2012;427(3):441-443. doi: 10.1016/j.bbrc.2012.09.058
  23. Fang ZY, Prins JB, Marwick TH. Diabetic Cardiomyopathy: Evidence, Mechanisms, and Therapeutic Implications. Endocrine Rev. 2004;25(4):543-567. doi: 10.1210/er.2003-0012
  24. Grueter CE, van Rooij E, Johnson BA et al. A Cardiac MicroRNA Governs Systemic Energy Homeostasis by Regulation of MED13. Cell. 2012;149(3):671-683. doi: 10.1016/j.cell.2012.03.029
  25. Шестакова М.В. Дисфункция эндотелия — причина или следствие метаболического синдрома?. Российский медицинскийжурнал. 2001;9(2):88-90.
  26. Sayed D, Hong C, Chen IY, Lypowy J, Abdellatif M. MicroRNAs Play an Essential Role in the Development of Cardiac Hypertrophy. Circ Res. 2007;100(3):416-424. doi: 10.1161/01.res.0000257913.42552.23
  27. Yang B, Lin H, Xiao J, Lu Y, Luo X, Li B et al. The muscle-specific microRNA miR-1 regulates cardiac arrhythmogenic potential by targeting GJA1 and KCNJ2. Nature Med. 2007;13(4):486-491. doi: 10.1038/nm1569
  28. Carè A, Catalucci D, Felicetti F, Bonci D, Addario A, Gallo P et al. MicroRNA-133 controls cardiac hypertrophy. Nature Med. 2007;13(5):613-518. doi: 10.1038/nm1582
  29. Jacobs ME, Wingo CS, Cain BD. An emerging role for microRNA in the regulation of endothelin-1. Fronters in Physiology. 2013;4. doi: 10.3389/fphys.2013.00022
  30. Feng B, Cao Y, Chen S, Ruiz M, Chakrabarti S. miRNA-1 regulates endothelin-1 in diabetes. Life Scie. 2014;98(1):18-23. doi: 10.1016/j.lfs.2013.12.199
  31. Capogrossi M, Sabatel C, Malvaux L, Bovy N, Deroanne C, Lambert V et al. MicroRNA-21 Exhibits Antiangiogenic Function by Targeting RhoB Expression in Endothelial Cells. PLoS ONE. 2011;6(2):e16979. doi: 10.1371/journal.pone.0016979
  32. Zampetaki A, Kiechl S, Drozdov I, Willeit P, Mayr U, Prokopi M et al. Plasma MicroRNA Profiling Reveals Loss of Endothelial MiR-126 and Other MicroRNAs in Type 2 Diabetes. Circ Res. 2010;107(6):810-817. doi: 10.1161/circresaha.110.226357
  33. Fleissner F, Jazbutyte V, Fiedler J, Gupta SK, Yin X, Xu Q et al. Short Communication: Asymmetric Dimethylarginine Impairs Angiogenic Progenitor Cell Function in Patients With Coronary Artery Disease Through a MicroRNA-21-Dependent Mechanism. Circ Res. 2010;107(1):138-143. doi: 10.1161/circresaha.110.216770
  34. Rayner KJ, Suarez Y, Davalos A, Parathath S, Fitzgerald ML, Tamehiro N et al. MiR-33 Contributes to the Regulation of Cholesterol Homeostasis. Science. 2010;328(5985):1570-1573. doi: 10.1126/science.1189862
  35. Esau C, Davis S, Murray SF, Yu XX, Pandey SK, Pear M et al. miR-122 regulation of lipid metabolism revealed by in vivo antisense targeting. Cell Metab. 2006;3(2):87-98. doi: 10.1016/j.cmet.2006.01.005
  36. Doran AC, Meller N, McNamara CA. Role of Smooth Muscle Cells in the Initiation and Early Progression of Atherosclerosis. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2008;28(5):812-819. doi: 10.1161/atvbaha.107.159327
  37. Yang Q, Yang K, Li A. MicroRNA21 protects against ischemia reperfusion and hypoxia reperfusion induced cardiocyte apoptosis via the phosphatase and tensin homolog/aktdependent mechanism. Mol Med Rep. 2014;9:2213-2220.
  38. Torella D, Iaconetti C, Catalucci D, Ellison GM, Leone A, Waring CD et al. MicroRNA-133 Controls Vascular Smooth Muscle Cell Phenotypic Switch In Vitro and Vascular Remodeling In Vivo. Circ Res. 2011;109(8):880-893. doi: 10.1161/circresaha.111.240150
  39. Ji R, Cheng Y, Yue J, Yang J, Liu X, Chen H et al. MicroRNA Expression Signature and Antisense-Mediated Depletion Reveal an Essential Role of MicroRNA in Vascular Neointimal Lesion Formation. Circ Res. 2007;100(11):1579-1588. doi: 10.1161/circresaha.106.141986
  40. Raitoharju E, Lyytikäinen L-P, Levula M, Oksala N, Mennander A, Tarkka M, et al. miR-21, miR-210, miR-34a, and miR-146a/b are up-regulated in human atherosclerotic plaques in the Tampere Vascular Study. Atherosclerosis. 2011;219(1):211-217. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2011.07.020
  41. Cipollone F, Felicioni L, Sarzani R, Ucchino S, Spigonardo F, Mandolini C, et al. A Unique MicroRNA Signature Associated With Plaque Instability in Humans. Stroke. 2011;42(9):2556-2563. doi: 10.1161/strokeaha.110.597575
  42. Fan X, Wang E, Wang X, Cong X, Chen X. MicroRNA-21 is a unique signature associated with coronary plaque instability in humans by regulating matrix metalloproteinase-9 via reversion-inducing cysteine-rich protein with Kazal motifs. Exper Molr Pathol. 2014;96(2):242-249. doi: 10.1016/j.yexmp.2014.02.009
  43. van Rooij E, Sutherland LB, Liu N, Williams AH, McAnally J, Gerard RD et al. A signature pattern of stress-responsive microRNAs that can evoke cardiac hypertrophy and heart failure. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2006;103(48):18255-18260. doi: 10.1073/pnas.0608791103
  44. Thum T, Gross C, Fiedler J, Fischer T, Kissler S, Bussen M et al. MicroRNA-21 contributes to myocardial disease by stimulating MAP kinase signalling in fibroblasts. Nature. 2008;456(7224):980-984. doi: 10.1038/nature07511
  45. Patrick DM, Montgomery RL, Qi X, Obad S, Kauppinen S, Hill JA et al. Stress-dependent cardiac remodeling occurs in the absence of microRNA-21 in mice. J Clin Invest. 2010;120(11):3912-5916. doi: 10.1172/jci43604
  46. Wang GK, Zhu JQ, Zhang JT, Li Q, Li Y, He J et al. Circulating microRNA: a novel potential biomarker for early diagnosis of acute myocardial infarction in humans. Eur Heart J. 2010;31(6):659-666. doi: 10.1093/eurheartj/ehq013
  47. Widera C, Gupta SK, Lorenzen JM, Bang C, Bauersachs J, Bethmann K et al. Diagnostic and prognostic impact of six circulating microRNAs in acute coronary syndrome. J Mol Cell Cardiol. 2011;51(5):872-875. doi: 10.1016/j.yjmcc.2011.07.011

© ООО "Консилиум Медикум", 2016

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах