МикроРНК в диагностике сердечно-сосудистых заболеваний, ассоциированных с сахарным диабетом 2-го типа и ожирением
- Авторы: Швангирадзе ТА1, Бондаренко ИЗ1, Трошина ЕА1, Шестакова МВ1
-
Учреждения:
- Эндокринологический научный центр Минздрава России
- Выпуск: Том 88, № 10 (2016)
- Страницы: 87-92
- Раздел: Передовая статья
- URL: https://journals.rcsi.science/0040-3660/article/view/32650
- DOI: https://doi.org/10.17116/terarkh201688687-92
- ID: 32650
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.
Ключевые слова
Об авторах
Т А Швангирадзе
Эндокринологический научный центр Минздрава РоссииМосква, Россия
И З Бондаренко
Эндокринологический научный центр Минздрава РоссииМосква, Россия
Е А Трошина
Эндокринологический научный центр Минздрава РоссииМосква, Россия
М В Шестакова
Эндокринологический научный центр Минздрава РоссииМосква, Россия
Список литературы
- Obesity and overweight. 2015. Available at: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/.]
- 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
- Avrahami D, Kaestner KH, editors. Epigenetic regulation of pancreas development and function. Seminars in cell & developmental biology; 2012: Elsevier.
- Bartel DP. MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell. 2004;116(2):281-297. doi: 10.1016/s0092-8674(04)00045-5
- Nishiguchi T, Imanishi T, Akasaka T. MicroRNAs and cardiovascular diseases. BioMed Res Int. 2015;2015.
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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]
- 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
- 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
- Owens GK. Regulation of differentiation of vascular smooth muscle cells. Physiol Rev. 1995;75(3):487-517.
- 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
- Kannel WB. Diabetes and Cardiovascular Disease. The Framingham study. JAMA. 1979;241(19):2035-2038. doi: 10.1001/jama.1979.03290450033020
- 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
- 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
- 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
- Шестакова М.В. Дисфункция эндотелия — причина или следствие метаболического синдрома?. Российский медицинскийжурнал. 2001;9(2):88-90.
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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.
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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