Циркулирующие микроРНК как потенциальные биомаркеры хронической болезни почек

  • Авторы: Айтбаев К.А.1, Муркамилов И.Т.2,3, Фомин В.В.4
  • Учреждения:
    1. Научно-исследовательский институт молекулярной биологии и медицины при Национальном центре кардиологии и терапии Минздрава Кыргызской Республики
    2. Кыргызская государственная медицинская академия им. И.К. Ахунбаева
    3. Кыргызско-Российский Славянский университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
    4. ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)
  • Выпуск: Том 91, № 6 (2019)
  • Страницы: 131-136
  • Раздел: Статьи
  • URL: https://journals.rcsi.science/0040-3660/article/view/59013
  • DOI: https://doi.org/10.26442/00403660.2019.06.000046
  • ID: 59013

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Хроническая болезнь почек (ХБП) - наднозологическое понятие, отражающее прогрессирующий характер хронических заболеваний почек, в основе которых лежат механизмы формирования нефросклероза. Диагностика ХБП на самых ранних стадиях имеет большое значение, так как позволяет своевременно начать лечение и замедлить прогрессирование почечной дисфункции и развитие сердечно - сосудистых осложнений ХБП. Однако имеющиеся сегодня методы диагностики нарушений почечной функции, в том числе определение клиренса эндогенного креатинина, способны выявлять ренальную дисфункцию слишком поздно, когда около 40-50% почечной паренхимы уже становятся обратимо или необратимо поврежденными. В связи с этим ведется активный поиск новых, более чувствительных и специфических биомаркеров для ранней диагностики ХБП. Недавние исследования на клеточных и животных моделях ХБП продемонстрировали важную роль микроРНК - нового класса посттранскрипционных регуляторов экспрессии генов - в физиологии и патофизиологии почек. В частности, показано, что их профиль экспрессии в крови или моче может отражать изменения в клетках, участвующих в конкретном патологическом процессе, поскольку эти клетки могут выделять определенную популяцию микроРНК, например через секрецию микроРНК-содержащих экзосом. Это дало основание рассматривать повышение или снижение экспрессии отдельных микроРНК в почечной ткани или биологических жидкостях (в том числе в моче) в качестве новых биомаркеров для диагностики и мониторирования ХБП. В настоящем обзоре представлены результаты последних экспериментальных и клинических исследований по обсуждаемой проблеме.

Об авторах

Кубаныч Авенович Айтбаев

Научно-исследовательский институт молекулярной биологии и медицины при Национальном центре кардиологии и терапии Минздрава Кыргызской Республики

д.м.н., проф., зав. лаб. патологической физиологии НИИ молекулярной биологии и медицины при Национальном центре кардиологии и терапии Минздрава Кыргызской Республики Бишкек, Кыргызстан

Илхом Торобекович Муркамилов

Кыргызская государственная медицинская академия им. И.К. Ахунбаева; Кыргызско-Российский Славянский университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: murkamilov.i@mail.ru
к.м.н., врач-нефролог, ассистент каф. факультетской терапии Кыргызской государственной медицинской академии им. И.К. Ахунбаева, председатель правления Общества специалистов по хронической болезни почек; e-mail: murkamilov.i@mail.ru; ORCID: 0000-0001-8513-9279 Бишкек, Кыргызстан

Виктор Викторович Фомин

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

д.м.н., проф., зав. каф. факультетской терапии № 1, член-корр. РАН, проректор по лечебной работе ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова»; Scopus Author ID: 34769949900 Москва, Россия

Список литературы

  1. Codreanu I, Perico N, Sharm S.K, et al. Prevention programmes of progressive renal disease in developing nations. Nephrology. 2006;11:321-8. doi: 10.1111/j.1440-1797.2006.00587.x
  2. Chadban S, Briganti E.M, Kerr P.G, et al. Prevalence of kidney damage in Australian adults: the AusDiab kidney study. J Am Soc Nephrol. 2003;14 Suppl 2:S131-S138. PMID: 12819318
  3. Coresh J, Selvin E, Stevens L.A, et al. Prevalence of chronic kidney disease in the United States. JAMA J Am Med Assoc. 2007;298:2038-47. doi: 10.1001/jama.298.17.2038
  4. Hallan S.I, Coresh J, Astor B.C, et al. International comparison of the relationship of chronic kidney disease prevalence and ESRD risk. J Am Soc Nephrol. 2006;17:2275-84. doi: 10.1681/ASN.2005121273
  5. Zhang L, Zhang P, Wang F, et al. Prevalence and factors associated with CKD: a population study fr om Beijing. Am J Kidney Dis. 2008;51:373-84. doi: 10.1053/j.ajkd.2007.11.009
  6. Levey A.S, Atkins R, Coresh J, et al. Chronic kidney disease as a global public health problem: approaches and initiatives - a position statement from Kidney Disease Improving Global Outcomes. Kidney Int. 2007;72:247-59. doi: 10.1038/sj.ki.5002343
  7. World Health Organization. The Global Burden of Disease: 2004 Update. Geneva: World Health Organization, 2008.
  8. Khan Z, Pandey M. Role of kidney biomarkers of chronic kidney disease: An update. Saudi J Biol Sci. 2014;21:294-9. doi: 10.1016/j.sjbs.2014.07.003
  9. Viau A, Karoui K.E, Laouari D, et al. Lipocalin 2 is essential for chronic kidney disease in mice and human. J Clin Investig. 2010;120:4065-76. doi: 10.1172/JCI42004
  10. Hostetter T.H. Progression of renal disease and renal hypertrophy. Annu Rev Physiol. 1995;57:263-78. doi: 10.1146/annurev.ph.57.030195.001403
  11. Kliem V, Johnson R.J, Alpers C.E, et al. Mechanisms involved in the pathogenesis of tubulointerstitial fibrosis in 5/6-nephrectomized rats. Kidney Int. 1996;49:666-78. PMID: 8648907
  12. Pillebout E, Weitzman J.B, Burtin M, et al. JunD protects against chronic kidney disease by regulating paracrine mitogens. J Clin Investig. 2003;112:843-52. doi: 10.1172/JCI200317647
  13. Steubl D, Block M, Herbst V, et al. Plasma uromodulin correlates with kidney function and identifies early stages in chronic kidney disease patients. Medicine. 2016;95:e3011. doi: 10.1097/MD.0000000000003011
  14. Wasung M.E, Chawla L.S, Madero M. Biomarkers of renal function, which and when? Clin Chim Acta. 2015;438:350-7. doi: 10.1016/j.cca.2014.08.039
  15. Fink H.A, Ishani A, Taylor B.C, et al. Chronic Kidney Disease Stages 1-3: Screening, Monitoring, and Treatment; Agency for Healthcare Research and Quality. Rockville, MD, USA, 2012. PMID: 22439155
  16. Khurana R, Ranches G, Schafferer S, et al. Identification of urinary exosomal noncoding RNAs as novel biomarkers in chronic kidney disease. RNA. 2017;23:142-52. doi: 10.1261/rna.058834.116
  17. Liu Y. Cellular and molecular mechanisms of renal fibrosis. Nat Rev Nephrol. 2011;7:684-96. doi: 10.1038/nrneph.2011.149
  18. Mayer G. Capillary rarefaction, hypoxia, VEGF and angiogenesis in chronic renal disease. Nephrol Dial Transplant. 2011;26:1132-7. doi: 10.1093/ndt/gfq832
  19. Quaggin S.E, Kreidberg J.A. Development of the renal glomerulus: Good neighbours and good fences. Development. 2008;135:609-20. doi: 10.1242/dev.001081
  20. Бирагова М.С., Грачева С.А., Мартынов С.А. Нарушения фосфорно - кальциевого обмена у пациентов с сахарным диабетом и хронической болезнью почек. Сахарный диабет. 2012;(4):74-80.
  21. Barreto F.C, Barreto D.V, Liabeuf S, et al. Serum indoxyl sulfate is associated with vascular disease and mortality in chronic kidney disease patients. Clin J Am Soc Nephrol. 2009;4:1551-8. doi: 10.2215/CJN.03980609
  22. Смирнов А.В., Карунная А.В., Зарайский М.И. и др. Экспрессия микроРНК-21 в моче у пациентов с нефропатиями. Нефрология. 2014;18(6):59-63.
  23. Камышова Е.С., Бобкова И.Н. МикроРНК при хроническом гломерулонефрите: перспективные биомаркеры для диагностики и оценки прогноза. Терапевтический архив. 2017;89(6):89-96. doi: 10.17116/terarkh201789689-96
  24. Камышова Е.С., Бобкова И.Н., Кутырина И.М. Современные представления о роли микроРНК при диабетической нефропатии: потенциальные биомаркеры и мишени таргентной терапии. Сахарный диабет. 2017;20(1):42-50. doi: 10.14341/DM8237
  25. Wang F, Chen C, Wang D. Circulating microRNAs in cardiovascular disease: from biomarkers to therapeutic targets. Front Med. 2014;8:404-18. doi: 10.1007/s11684-014-0379-2
  26. Valadi H, Ekström K, Bossios A, et al. Exosome - mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mechanism of genetic exchange between cells. Nat Cell Biol. 2007;9:654-9. doi: 10.1038/ncb1596
  27. Chim S.S, Shing T.K, Hung E.C, et al. Detection and characterization of placental microRNAs in maternal plasma. Clin Chem. 2008;54:482-90. doi: 10.1373/clinchem.2007.097972
  28. Van Craenenbroeck A.H, Ledeganck K.J, van Ackeren K, et al. Plasma levels of microRNA in chronic kidney disease: patterns in acute and chronic exercise. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2015;309:H2008-H2016. doi: 10.1152/ajpheart.00346.2015
  29. Zhou Y, Fang L, Lu Y, et al. Erythropoietin protects the tubular basement membrane by promoting the bone marrow to release extracellular vesicles containing tPA-targeting miR-144. Am J Physiol Renal Physiol. 2016;310:F27-F40. doi: 10.1152/ajprenal.00303.2015
  30. Villarroya Beltri C, Baixauli F, Guttierrez-Vazquez C, et al. Sorting it out: regulation of exosome loading. Semin Cancer Biol. 2014;28:3-13. doi: 10.1016/j.semcancer.2014.04.009
  31. Duttagupta R, Jiang R, Gollub J, et al. Impact of cellular miRNAs on circulating miRNA biomarker signatures. PLoS One. 2011;6:e20769. doi: 10.1371/journal.pone.0020769
  32. Chen X, Ba Y, Ma L, et al. Characterization of microRNAs in serum: a novel class of biomarkers for diagnosis of cancer and other diseases. Cell. 2008;18(10):997-1006. doi: 10.1038/cr.2008.282
  33. Mitchell P.S, Parkin R.K, Kroh E.M, et al. Circulating microRNAs as stable blood - based markers for cancer detection. PNAS USA. 2008;105(30):10513-8. doi: 10.1073/pnas.0804549105
  34. Harvey S.J, Jarad G, Cunningham J, et al. Podocyte - specific deletion of dicer alters cytoskeletal dynamics and causes glomerular disease. J Am Soc Nephrol. 2008;19:2150-8. doi: 10.1681/ASN.2008020233
  35. Ho J, Ng K.H, Rosen S, et al. Podocyte - specific loss of functional microRNAs leads to rapid glomerular and tubular injury. J Am Soc Nephrol. 2008;19:2069-75. doi: 10.1681/ASN.2008020162
  36. Shi S, Yu L, Chiu C, et al. Podocyte - selective deletion of dicer induces proteinuria and glomerulosclerosis. J Am Soc Nephrol. 2008;19:2159-69. doi: 10.1681/ASN.2008030312
  37. Patel V, Hajarnis S, Williams D, et al. MicroRNAs regulate renal tubule maturation through modulation of Pkd1. J Am Soc Nephrol. 2012;23:1941-8. doi: 10.1681/ASN.2012030321
  38. Wei Q, Bhatt K, He H.Z, et al. Targeted deletion of Dicer from proximal tubules protects against renal ischemia - reperfusion injury. J Am Soc Nephrol. 2010;21:756-61. doi: 10.1681/ASN.2009070718
  39. Bhatt K, Zhou L, Mi Q.S, et al. MicroRNA-34a is induced via p53 during cisplatin nephrotoxicity and contributes to cell survival. Mol Med. 2010;16:409-16. doi: 10.2119/molmed.2010.00002
  40. Sequeira-Lopez M.L, Weatherford E.T, Borges G.R, et al. The microRNA processing enzyme dicer maintains juxtaglomerular cells. J Am Soc Nephrol. 2010;21:460-7. doi: 10.1681/ASN.2009090964
  41. Nagalakishmi V.K, Ren Q, Pugh M.M, et al. Dicer regulates the development of nephrogenic and ureteric compartments in mammalian kidney. Kidney Int. 2011;79:317-30. doi: 10.1038/ki.2010.385
  42. Chen N.X, Kiattisunthorn K, O’Neill K.D, et al. Decreased microRNA is involved in the vascular remodeling abnormalities in chronic kidney disease (CKD). PLoS One. 2013;8:e64558. doi: 10.1371/journal.pone.0064558
  43. Taibi F, Metzinger-Le Meuth V, M’Baya-Moutoula E, et al. Possible involvement of microRNAs in vascular damage in experimental chronic kidney disease. Biochim Biophys Acta. 2014;1842:88-98. doi: 10.1016/j.bbadis.2013.10.005
  44. Rangrez A.Y, M’Baya-Moutoula E, Metzinger-Le Meuth V, et al. Inorganic phosphate accelerates the migration of vascular smooth muscle cells: evidence for the involvement of miR-223. PLoS One. 2012;7:e47807. doi: 10.1371/journal.pone.0047807
  45. Harris T.A, Yamakuchi M, Ferlito M, et al. MicroRNA-126 regulates endothelial expression of vascular cell adhesion molecule 1. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105:1516-21. doi: 10.1073/pnas.0707493105
  46. Cordes K.R, Sheehy N.T, White M.P, et al. miR-145 and miR-143 regulate smooth muscle cell fate and plasticity. Nature. 2009;460:705-10. doi: 10.1038/nature08195
  47. M’Baya-Moutoula E, Louvet L, Metzinger-Le Meuth V, et al. High inorganic phosphate concentration inhibits osteoclastogenesis by modulating miR-223. Biochim Biophys Acta. 2015;1852(10 Pt A):2202-12. doi: 10.1016/j.bbadis.2015.08.003
  48. Lovren F, Pan Y, Quan A, et al. MicroRNA-145 targeted therapy reduces atherosclerosis. Circulation. 2012;126:S81-S90. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.111.084186
  49. Chu J.Y.S, Sims-Lucas S, Bushnell D.S, et al. Dicer function is required in the metanephric mesenchyme for early kidney development. Am J Physiol Ren Physiol. 2014;306:F764-F772.
  50. Leopold J.A. MicroRNAs regulate vascular medial calcification. Cells. 2014;3(4):963-80. doi: 10.3390/cells3040963
  51. Lal M.A, Young K.W, Andag U. Targeting the podocyte to treat glomerular kidney disease. Drug Discov Today. 2015;20:1228-34. doi: 10.1016/j.drudis.2015.06.003
  52. Merscher S, Pedigo C.E, Mendez A.J. Metabolism, energetics, and lipid biology in the podocyte e cellular cholesterol - mediated glomerular injury. Front Endocrinol. 2014;5:169. doi: 10.3389/fendo.2014.00169
  53. Hoshi S, Shu Y, Yoshida Fб et al. Podocyte injury promotes progressive nephropathy in zucker diabetic fatty rats. Lab Investig. 2002;82:25-35. PMID: 11796823
  54. Nassirpour R, Raj D, Townsend R, Argyropoulos C. MicroRNA biomarkers in clinical renal disease: from diabetic nephropathy renal transplantation and beyond. Food Chem Toxicol. 2016;98:73-88. doi: 10.1016/j.fct.2016.02.018
  55. Mc Clelland A, Hagiwara S, Kantharidis P. Wh ere are we in diabetic nephropathy: MicroRNAs and biomarkers? Curr Opin Nephrol Hypertens. 2014;23:80-6. doi: 10.1097/01.mnh.0000437612.50040.ae
  56. Trionfini P, Benigni A, Remuzzi G. MicroRNAs in kidney physiology and disease. Nat Rev Nephrol. 2015;11:23-33. doi: 10.1038/nrneph.2014.202
  57. Kato M, Arce L, Natarajan R. MicroRNAs and their role in progressive kidney diseases. Clin J Am Soc Nephrol. 2009;4:1255-66. doi: 10.2215/CJN.00520109
  58. Chandrasekaran K, Karolina DS, Sepramaniam S, et al. Role of microRNAs in kidney homeostasis and disease. Kidney Int. 2012;81:617-27. doi: 10.1038/ki.2011.448
  59. Lawrie C.H, Gal S, Dunlop H.M, et al. Detection of elevated levels of tumor - associated microRNAs in serum of patients with diffuse large B-cell lymphoma. Br J Haematol. 2008;141:672-675. doi: 10.1111/j.1365-2141.2008.07077.x
  60. Guay C, Regazzi R. Circulating microRNAs as novel biomarkers for diabetes mellitus. Nat Rev Endocrinol. 2013;9:513-21. doi: 10.1038/nrendo.2013.86
  61. Raffort J, Hinault C, Dumortier O, et al. Circulating micro RNAs and diabetes: potential applications in medical practise. Diabetologia. 2015;58:1978-92. doi: 10.1007/s00125-015-3680-y
  62. Min P.K, Chan S.Y. The biology of circulating microRNAs in cardiovascular disease. Eur J Clin Invest. 2015;45:860-74. doi: 10.1111/eci.12475
  63. Kaudwitz D, Zampetaki A, Mayr M. MicroRNA biomarkers for coronary artery disease? Curr Atheroscler Rep. 2015;17:70. doi: 10.1007/s11883-015-0548-z
  64. Neal C.S, Michael M.Z, Pimlott L.K, et al. Circulating microRNA expression is reduced in chronic kidney disease. Nephrol Dial Transplant. 2011;26:3794-802. doi: 10.1093/ndt/gfr485
  65. Rudnicki M, Perco P.D, Haene B, et al. Renal microRNA- and RNA-profiles in progressive chronic kidney disease. Eur J Clin Invest. 2016;46:213-26. doi: 10.1111/eci.12585
  66. Brigant B, Metzinger-Le Meuth V, Massy Z.A, et al. Serum microRNAs are altered in various stages of chronic kidney disease: a preliminary study. Clin Kidney J. 2017;10:30-7. doi: 10.1093/ckj/sfw060
  67. Matas A.J, Smith J.M, Skeans M.A, et al. OPTN/SRTR 2012 annual data report: Kidney. Am J Transplant. 2014;14:11-44. doi: 10.1111/ajt.12579
  68. Ben-Dov I.Z, Muthukumar T, Morozov P, et al. MicroRNA sequence profiles of human kidney allografts with or without tubulointerstitial fibrosis. Transplantation. 2012;94:1086-94. doi: 10.1097/TP.0b013e3182751efd
  69. Maluf D.G, Dumur C.I, Suh J.L, et al. The urine microRNA profile may help monitor post - transplant renal graft function. Kidney Int. 2014;85:439-49. doi: 10.1038/ki.2013.338
  70. Scian M.J, Maluf D.G, David K.G, et al. MicroRNA profiles in allograft tissues and paired urines associate with chronic allograft dysfunction with IF/TA. Am J Transplant. 2011;11:2110-22. doi: 10.1111/j.1600-6143.2011.03666.x
  71. Glowacki F, Savary G, Gnemmi V, et al. Increased circulating miR-21 levels are associated with kidney fibrosis. PLoS ONE. 2013;8:e58014. doi: 10.1371/journal.pone.0058014
  72. Lv L.L, Cao Y.H, Ni H.F, et al. MicroRNA-29c in urinary exosome/microvesicle as a biomarker of renal fibrosis. Am J Physiol Ren Physiol. 2013;305:F1220-F1227. doi: 10.1152/ajprenal.00148.2013

© ООО "Консилиум Медикум", 2019

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