Pitkien ei-koodaavien RNA:iden ja mikroRNA:iden väliset vuorovaikutukset vaikuttavat sairauden fenotyyppiin diabeteksessa ja diabeettisessa munuaistaudissa
Mar 12, 2022
Abstrakti:Laajamittainen RNA-sekvensointi ja genominlaajuinen profilointitiedot paljastivat heterogeenisen ryhmän ei-koodaavia RNA:ita, jotka tunnetaan nimellä pitkiä ei-koodaavia RNA:ita (lncRNA). Näillä lincRNA:illa on keskeinen rooli diabeteksen ja syövän terveys- ja sairausprosesseissa. Kriittinen yhteys lncRNA:iden poikkeavien ilmentymien välillä diabeteksessa ja diabeettisessamunuaissairauson ilmiannettu. LncRNA:t säätelevät erilaisia kohteita ja voivat toimia sieninä sääteleville mikroRNA:ille, jotka vaikuttavat sairauden fenotyyppiinmunuaiset.Tärkeää on, että lncRNA: t ja mikroRNA: t voivat säädellä kaksisuuntaisia tai ylikuulumismekanismeja, joita on tutkittava edelleen. Nämä tutkimukset tarjoavat uuden mahdollisuuden, että lncRNA:ita voidaan käyttää mahdollisina terapeuttisina kohteina diabetekselle ja diabeetikoillemunuaisten sairaudet. Täällä keskustelemme lncRNA:iden toiminnoista ja toimintamekanismeista sekä niiden ylikuulumisvuorovaikutuksista mikroRNA:iden kanssa, jotka tarjoavat näkemystä ja lupaavat terapeuttisina kohteina korostaen niiden roolia diabeteksen ja diabeettisen patogeneesissä.munuaissairaus.
Avainsanat:pitkät ei-koodaavat RNA:t; mikroRNA:t munuaisissa; munuaisten fibroosi; EMT; EndMT; diabetes mellitus; diabeettinen munuaissairaus; munuaisten
CISTANCHE PARANTAA MUNUAIS-/munuaissairauksia
Pitkä ei-koodaava RNA (lncRNA)Pitkät ei-koodaavat RNA:t (LncRNA:t) muodostavat suurimman luokan ei-koodaavista RNA:ista genomissa ja ovat lineaarisia transkriptejä, jotka ovat yli 200 nukleotidisekvenssiä, joilla on samanlaiset ominaisuudet.mRNA:iden kanssa [1]. Useimmat LncRNA:t transkriptoivat RNA-polymeraasi II:n toimesta, ja ne on peitetty 50 päässä ja silmukoitu ja polyadenyloitu häntä 30 päässä. LncRNA:illa on määritellyt promoottorialueet [1]. Kuitenkin verrattuna mRNA:han lncRNA:illa ei ole avoimia lukukehyksiä (ORF) ja niissä on vähemmän eksoneja (lncRNA:t sisältävät noin 2,8 eksonia, kun taas mRNA sisältää 11 eksonia). LncRNA:t voidaan transkriptoida kokonaisena tai osittaisena luonnollisena antisense-transkriptina (NAT) koodaaviin geeneihin tai sijaita geenien välissä tai intronien sisällä [1]. Jotkut lncRNA:t ovat peräisin pseudogeeneistä [2]. LncRNA:t voidaan jakaa useisiin alatyyppeihin niiden sijainnin (kuten antisense, intergeeninen, päällekkäinen, introninen, kaksisuuntainen ja upotettu) ja transkription suunnan mukaan suhteessa muihin geeneihin [3,4].
Synteesimenettely ja sijaintiGeeniekspression profilointi ja in situ -hybridisaatiotutkimukset ovat osoittaneet, että lncRNA:iden ilmentyminen voi olla kudos- ja soluspesifistä ja voi vaihdella spatiaalisesti, ajallisesti tai vasteena ärsykkeille [5]. Monet lncRNA:t sijaitsevat yksinomaan tumassa, mutta jotkut ovat sytoplasmisia tai sijaitsevat sekä tumassa että sytoplasmassa. LncRNA:t ovat kriittisiä geeniekspression säätelijöitä ja niillä on toimintoja monissa solu- ja kehitysprosesseissa [5]. LncRNA:t toimivat sekä geenien eston että aktivoinnin kautta [6]. LncRNA:t luokitellaan neljään ryhmään niiden sijainnin perusteella genomissa: (1) intergeeniset lncRNA:t, (2) sense- tai antisense-lncRNA:t, (3) introniset lncRNA:t ja (4) prosessoidut transkriptit; nämä lncRNA:t sijaitsevat geenilokuksissa, joilla ei ole ORF:ää [6,7]. Toimintojensa perusteella lncRNA:t on luonnehdittu signaaliksi, houkuttimaksi, tukirakenteeksi, ohjaajaksi, tehostaja-RNA:ksi ja lyhyiksi peptideiksi [8,9]. Signaali-lncRNA toimii molekyylisignaalina, joka säätelee transkriptioprosesseja [10]. Syötti-lncRNA:t toimivat vähentämällä geenisäätelyyn osallistuvien avainmolekyylien saatavuutta. Nämä lncRNA:t muuttavat transkriptiotasoa eristämällä säätelytekijöitä ja mikroRNA:ita, minimoiden siten niiden ilmentymistasoa [11]. LncRNA:iden tukiluokka tarjoaa rakenteellista tukea monimutkaisille proteiineille [12], ja transkription aktivaatio tai repressio tapahtuu olemassa olevien säätelyproteiinien ja RNA:iden tyypeistä riippuen [13]. Ohjaavat lncRNA:t ovat vuorovaikutuksessa ribonukleoproteiinikompleksin kanssa ja vaikuttavat geenin transkription tasoon [14].
LNC:t diabeettisessa munuaissairaudessaSaatavilla olevat todisteet ovat osoittaneet lncRNA:iden tärkeän roolin diabeettisen patofysiologiassamunuaissairaus(DKD) ja lncRNA:iden ja DKD:n välistä ylikuulumista on raportoitu viime vuosina [15–19]. LncRNA:iden muuttuneilla ilmentymistasoilla on keskeinen rooli proteinurian ja siihen liittyvän diabeettisen nefropatian (DN) kehittymisessä [15,20]. LncRNA:t ovat mukana etenemisessämunuaissairaussäätelemällä monia tärkeitä tekijöitä, kuten patologisia prosesseja mesangiaalisoluissa, podosyyttejä, reaktiivisia oksidatiivisia lajeja, epiteeli-mesenkymaalisia siirtymiä (EMT), endoteeli-mesenkymaalisia siirtymiä (EndMT) ja vaikutuksia mikroRNA:ihin [21–23] .
Useat lncRNA:t osallistuvat säätelyynmunuaissairaus(Pöytä 1). Esimerkiksi plasmasytoomavariantin translokaatio (PVT1) osallistuu DN:n kehittymiseen säätelemällä ECM:n kertymistä. PVTI on ensimmäinen ei-koodaava RNA, johon on raportoitu liittyvänmunuaissairaus, joka ilmenee voimakkaasti ihmisessämunuaistenmesangiaalisoluja korkean glukoosin olosuhteissa ja edistää merkittävästi fibronektiiniproteiinin, tyypin IV kollageenin, TGF- 1:n ja tyypin I plasminogeeniaktivaattorin estäjän ilmentymistä [20,24,25]. Metastaasiin liittyvä keuhkojen adenokarsinoomatranskripti 1 (MALAT1) on poikkeavasti lisääntynyt varhaisessa DN:ssä [26–28]. MALAT1 käynnistää tulehduksen ja oksidatiivisen stressin; nämä patogeeniset reitit säätelevät proinflammatoristen sytokiinien IL-6 ja TNF- glukoosin stimuloimaa induktiota aktivoimalla seerumin amyloidiantigeenia 3. Nämä muutokset muuttavat endoteelisolujen stabiilisuutta DN:ssä [20,29]. Gm4419 sijaitsee kromosomissa 12 ja säätelee aktivoituneiden B-solujen ydintekijä-kappa-kevytketjun tehostajaa (NF-κB), joka on tärkeä tulehdustekijä DN:lle [20,30]. Gm4419 on vuorovaikutuksessa p50:n kanssa ja indusoi NF-κB/NLRP3-tulehduksellisen signaalin välitysreitin mesangiaalisoluissa, mikä liittyy tulehdukseen, fibroosiin ja proliferaatioon korkean glukoosin olosuhteissa [30]. NR_033515 on merkittävästi lisääntynyt DN-potilaiden seerumissa [31]. NR_033515:n yli-ilmentyminen edistää mesangiaalisolujen lisääntymistä ja estää apoptoosia [31]. NR_033515:n on osoitettu lisäävän proliferaatioon liittyvien geenien, fibroosiin liittyvien geenien ja EMT-markkerien geenien ilmentymistasoja kohdistamalla miR-743b-5p [31].MunuainenErbb4-IR:n spesifisen deleetion on osoitettu suojaavan DN-komplikaatioita vastaan [32]. Erbb4-IR estää reno-suojaavan miR-29b:n ilmentymistasoa. Siksi Erbb4-IR i diabeetikko nosti fibroosin tasoamunuaiset[32]. Mitokondrioiden antisense-koodaamaton RNA-2 (ASncmtRNA-2) on mitokondrioiden lncRNA [33]. ASncmtRNA-2 lisääntyy endoteelisolujen ikääntymisessä ja vanhenemisessa [33]. ASncmtRNA-2 indusoi oksidatiivista stressiä ja aiheuttaa tubulusvaurioita (i) kiihtyneen lipidien peroksidoitumisen ja proteiinien silloittumisen kautta, (ii) vaurioittamalla DNA:ta ja (iii) edistämällä tulehdusreittejä, kuten NF-KB:tä ja transformoivaa kasvutekijää{{ 8}} (TGF 1) [33]. Lnc-MGC:tä säätelevät ER-stressiin liittyvä transkriptiotekijä CHOP (C/EBP-homologinen proteiini) ja TGF-1-riippuvaiset ja riippumattomat mekanismit [34]. ER-stressi lisääntyy potilailla, joilla on etenevä DN [34]. Ydinrikastettu runsas transkripti-1 (NEAT1) ilmentyy voimakkaasti korkean glukoosin olosuhteissa ja on vuorovaikutuksessa AKT/mTOR-reittien kanssa [35,36]. NEAT1:n esto johtaa TGF 1:n, FN:n ja COL4A1:n tasojen suppressioon DN:ssä [36]. NEAT1 edistää korkean glukoosi-stimuloitua mesangiaalisolujen hypertrofiaa kohdistamalla miR- 222-3p/CDKN1B-akseliin [37]. Samoin lncRNA ERBB4-IR osallistuu munuaisfibroosin kehittymiseen diabeteksessa ja sen vaimentaminen diabeettisilla hiirillä suojaa albuminuriaa ja fibrogeenisia prosesseja vastaan [32,38].
CISTANCHE PARANTAA MUNUAIS-/MUUNAISDIALYYSIÄ
Sitä vastoin nukleoliiniproteiinin tasoa säätelevän CYP4B1-PS1-001:n ilmentyminen vaimenee korkean glukoosin olosuhteissa [39,40]. CYP4B1-PS1-001 yli-ilmentyminen suppressoi FN-, COL4A1- ja proliferaatiomarkkereiden tasoa diabeettisilla hiirillä [40]. Toinen esimerkki reno-suojaavasta lncRNA:sta on lncRNA ENSMUST00000147869, joka kohdistuu ECM:n tuotantoonmunuaisetdiabeetikoista hiiristä [41]. ENSMUST00000147869 vaikuttaa ECM-synteesiin ja alentaa dramaattisesti fibronektiinin ja kollageeni IV:n tasoja mesangiaalisoluissa korkean glukoosin olosuhteissa [41], vaikka tämän lncRNA:n tarkkaa roolia ei tunneta. TUG1 toimii miR-377:n repressorina. miR-377 kohdistuu suoraan PGC-1- ja fibroosimerkkiaineiden 30UTR:ään. Siksi TUG1 nostaa PGC-1-tasoa ja lievittää ECM-tuotantoa ja alentaa tulehdusta edistävien sytokiinien ilmentymistasoja korkean glukoosin stimuloiduissa mesangiaalisoluissa [42]. Sydäninfarktiin liittyvän transkriptin (MIAT), joka tunnetaan myös nimellä verkkokalvon ei-koodaava RNA 2 (RNCR2), on tiedetty liittyvän sydäninfarktiin [35]. MIAT säätelee solujen elinkelpoisuutta stabiloimalla tumatekijän erytroidin 2-sukuisen tekijän 2 (NRF2) ilmentymistämunuaistentubulukset [20]. NRF2 suojaa patologisesti ja toiminnallisestimunuaisetdiabeettisia vaurioita vastaan [43]. Mielenkiintoista on, että Nrf2:n ilmentymistä voidaan parantaa MIAT-yli-ilmentymisellä glukoosilla käsitellyssärenal tubulaariset epiteelisolulinjat [44]. Syöpäherkkyyskandidaatti 2:lla (CASC2) on kriittisiä tehtäviä tuumorigeneesissä [45]. CASC2:n vähentynyt ilmentyminen on havaittu seerumissa jamunuainenkudokset diabeetikoillamunuaisetja se ennustaa diabeteksen komplikaatioita [46]. Alhaiset CASC2-tasot plasmassa liittyvät suurempaan riskiinmunuaisten vajaatoimintaDN-potilailla [47,48]. Toinen lncRNA, 1700020I14Rik, joka sijaitsee kromosomissa 2 (Chr2: 119594296–119600744), toimii endogeenisenä RNA:na ja säätelee mikroRNA:iden ilmentymistasoja diabeteksessa [20,49]. 1700020I14Rik:n yli-ilmentyminen suppressoi miR-34a-5p:n ilmentymistasoa Sirt1/HIF-1-signaalireitillä ja kiihdyttää fibroosia mesangiaalisoluissa [49]. CYP4B1-PS1-001 on alennettu DN:n alkuvaiheessa [40]. Sen yli-ilmentyminen estää mesangiaalisolujen fibroosia olemalla vuorovaikutuksessa nukleoliinin kanssa [40]. Gm15645:n alasäätely DN:ssä ja korkean glukoosipitoisuuden stimuloiduissa viljellyissä podosyyteissä [50]. Gm15645:n mekanismi on päinvastainen kuin Gm5524:n mekanismi, joka vaikuttaa podosyyttisolukuolemaan ja autofagian säätelyyn DN:ssä [50]. LINC01619 säätelee miR-27a/FoxO1:tä (forkhead box protein O1) ja ER-stressiin liittyvää podosyyttisoluvauriota diabeteksessa [51]. LINC01619:n vähentyneet ilmentymistasot liittyvät proteinuriaan ja sen vähenemiseenmunuaisten toimintaDN-potilailla; siksi kohdistus LINC01619 on yksi mahdollisista terapeuttisista vaihtoehdoista DN:n hoidossa [51]. Kuvio 1 osoittaa lncRNA:n osallistumisen EMT:hen, EndMT:hen ja glomerulaariseen vaurioon diabeettisessa nefropatiassa.
LncRNA:iden osallistuminen EMT:n säätelyynEMT sisältää sarjan prosesseja, joissa epiteelisolut menettävät epiteelisolujensa ja hankkivat mesenkymaalisten solujen ominaisuuksia [52–57]. Kuvio 1 kuvaa lncRNA:iden osallistumista EMT-, EndMT- ja mesenkymaalisten solujen säätelyyn. Epiteelisolut liittyvät normaalisti tiiviisti naapurisoluihinsa. Sitä vastoin mesenkymaaliset solut eivät muodosta solujen välisiä adheesiokomplekseja [58]. Mesenkymaaliset solut ovat muodoltaan pitkänomaisia, ja niissä on päästä päähän -polariteettia ja fokaaliadheesioita, mikä mahdollistaa lisääntyneen migraatiokapasiteetin [58]. Fibroblastien, jotka ovat prototyyppisiä mesenkymaalisia soluja, joita esiintyy useissa kudoksissa, päätehtävä on ylläpitää rakenteellista eheyttä erittämällä ekstrasellulaarista matriisia (ECM). Fibroblastispesifinen proteiini 1 (FSP-1), alfa-sileälihasaktiini (SMA), vimentiini, fibronektiini ja kollageeni I ovat merkkiaineita, jotka luonnehtivat mesenkymaalisia tuotteita diabeetikoillamunuaiset[58–60]. Tulehdus johtaa useiden erityyppisten solujen kerääntymiseen, jotka ovat mukana EMT-prosessien induktiossa. TGF 1:n, verihiutaleperäisen kasvutekijän (PDGF), epidermaalisen kasvutekijän (EGF) ja fibroblastien kasvutekijän-2 (FGF-2) kohonneet tasot vaikuttavat EMT-prosesseihin [59–61]. MALAT1, NR_033515, Erbb4-IR, GAS5 ja CJ241444 ovat osallisia tubulusvauriossa ja edistävät EMT-prosesseja, kun taas MIAT ja LncRIAN ovat osoittaneet putkimaista suojaavaa aktiivisuutta ja ovat saattaneet säädellä EMT-prosesseja diabeetikoissamunuaiset(Kuvio 1).
LncRNA:iden osallistuminen EndMT:n säätelyynEndoteelisolut muodostavat fibroblasteja läpikäymällä siirtymän, jota kutsutaan EndMT:ksi [57, 58, 62–65]. EndMT:lle on ominaista endoteelisolujen fenotyyppien menetys ja mesenkymaalisten proteiinien lisääntyminen [58, 62, 64–67]. ja osallistuu fibrogeenisiin prosesseihinmunuaisetja diabeetikoillemunuaiset,voivat muuttaa muiden naapurisolujen fysiologiaa ja toimintaa [58,62,65,68]. Patologiset ärsykkeet, kuten tulehdus, diabetes ja ikääntyminen, vaikuttavat EndMT-tapahtumiinmunuaiset[69]. Endoteelinen SIRT3, tumareseptorin glukokortikoidireseptori (GR) ja solupinnan FGFR1 ovat tärkeitä TGF-signaloinnin ja EndMT:n säätelijöitä diabeetikoilla.munuaiset[70–73]. Themunuainendiabeetikoilla hiirillä todettiin sekä progressiivinen glomeruluskleroosi että tubulointerstitiaalinen fibroosi, joka liittyi noin 40 prosenttiin kaikista FSP-1-positiivisista soluista ja 50 prosenttiin SMA-positiivisista stroomasoluista oli CD31--positiivisia [74] . Samoin vuonnamunuaisetCOL4A3-poistohiiristä 45 prosenttia kaikista SMA-positiivisista fibroblasteista ja 60 prosenttia kaikista FSP-1-positiivisista fibroblasteista oli CD31--positiivisia, mikä viittaa siihen, että nämä fibroblastit ovat endoteelialkuperää ja että EndMT saattaa vaikuttaa ratkaisevasti munuaisfibroosin kehittyminen ja eteneminen [74]. EndMT-prosessin aikana biokemialliset muutokset johtavat endoteelimarkkerien vähentyneeseen ilmentymiseen ja mesenkymaalisten markkerien, kuten FSP-1, SMA, sileän lihaksen 22-alfa (SM22), N-kadheriinin ja fibronektiinin lisääntymiseen. , vimentiini, tyypin I ja III kollageeni, nestiini, erilaistumisklusteri, 73 (CD73), matriisin metalloproteinaasi-2 (MMP-2) ja matriisin metalloproteinaasi-9 (MMP- 9) ) [58,75,76]. MALAT1, Erbb4-IR ja ASncmtRNA2 aiheuttavat endoteelisoluvaurioita ja niihin voi liittyä EndMT:hen liittyvää munuaisfibroosia (kuva 1). LncRNA H19 liittyymunuainenfibroosia aktivoimalla EndMT-prosesseja diabeteksessa (kuva 1).
CISTANCHE PARANTAA MUNUAIS-/MUUNAISTUNNUSTA
LNC:t vuorovaikutus mikroRNA:n kanssa MiRNA ja lncRNA-vuorovaikutus on yksi geeniekspression säätelymekanismeista [77]. Tämä monitasoinen säätely liittyy lähes kaikkiin fysiologisiin ja soluprosesseihin transkription, transkription jälkeisellä ja translaation jälkeisellä tasolla [77,78]. Joissakin tutkimuksissa on raportoitu, että miRNA laukaisee lncRNA:n hajoamisen [77]. Päinvastoin, lncRNA:t tuottavat miRNA:ita, toimivat miRNA-sieninä ja miRNA-syöttinä ja kilpailevat miRNA:n kanssa sitoutumisesta mRNA:ihin [77]. LncRNA-geenit voivat sisältää mikroRNA:ita ja näitä mikroRNA:ita voidaan vapauttaa transkription jälkeisellä prosessoinnilla. Esimerkiksi lncRNA PVT1 toimii miR-1207-5p:n isäntänä ja se on osallisena DN:ssä [79]. MikroRNA:t ovat usein läsnä klustereina, jotka ovat lokalisoituneet PVT1-lokukseen, ja korkea glukoosipitoisuus säätelee niitä ja vaikuttavat solunulkoisen matriisin kertymiseen [80]. lncRNA:iden miRNA-klusterit voivat kasvaa erittäin suuriksi, kuten lnc-MGC:ssä oleva yli 40 miRNA:n megaklusteri osoittaa [34]. Tämä klusteri indusoituu diabeettisissa glomeruluissa endoplasmisen retikulumin stressisignaloinnin kautta, joka reagoi myös korkeaan glukoosi- ja TGF-aktivaatioon [34].
MikroRNA:iden ja lncRNA:iden väliset vuorovaikutukset ovat tärkeitä DN:n etenemisen avainvaiheiden tutkimiseksi. DN-hiirillä on vuorovaikutuksia lncRNA CJ241444-miR-192, joka indusoi TGF 1/Smad3 -signalointia [81] ja lncRNA Erbb4- IR-miR-129b, joka aktivoi kollageenigeenejä ja ECM:n geenit ja sitenmunuaisvaurio[82]. Nämä lncRNA:t voivat toimia miRNA-sieninä [32,81]. Samoin lncRNA PVT-1 osallistuu ECM:n kertymiseen sen johdettujen miRNA-molekyylien, miR-1207-5p:n ja miR-1207-3p:n [25] kautta. Korkean glukoosin olosuhteissa sekä PVT-1:n että sen miRNA:iden suurempi ekspressio lisää TGF 1/Smad3-signalointia ja ECM-kertymistä [25]. Samoin miR-379-klustereita, joita ER-stressi säätelee DN:ssä ja lncMGC:ssä, isännöidään myös tässä samassa klusterissa [34]. LncMGC säätelee miR-379-klusterien ilmentymistä, ja miR-379-klusterien lisääntyminen indusoi ECM:n kertymistä ja munuaisten hypertrofiaa [34]. Siten lncMGC:n ilmentymisen antagonismia voidaan käyttää mahdollisena DN:n terapeuttisena aineena vähentämään miR-379-klusterin vaikutuksia ER-stressin jälkeen [34]. Tämän lisäksi lncRNA NEAT1 -antagonismi on myös mahdollinen hoito, koska NEAT1-antagonismi johtaa ECM:n kertymisen suppressioon ASK1-, FN- ja TGF 1 -tuotannon vähenemisen kautta [83]. Tämä NEAT{25}}liittyvä ECM-suppressio johtuu sen vuorovaikutuksesta miR-27b-3p:n ja sen kohteen TGF:n ja Zeb1:n kanssa [83]. Antiapoptoottisen lncRNA:n, TUG-1, antaminen suppressoi miR-377:n ilmentymistä ja sen kohdegeeniä PPAR ja estää siten ECM:n kertymisen DN-hiirissä [42]. Siksi hoito TUG-1-ilmentymisen lisäämiseksi voisi olla hyödyllistä DN-fenotyypin hoidossa ja palauttamisessamunuaisten rakenne, vaikka lisätutkimuksia tarvitaan sen mahdollisuuksien ymmärtämiseksi [42]. Nämä havainnot antavat mahdollisuuden kehittää ymmärrystä lncRNA:iden ja niiden kohdemiRNA:iden välisistä vuorovaikutuksista, mikä voi olla hyödyllistä terapeuttisessa kohteen valinnassa ECM-kertymän estämiseksi ja DN:n etenemisen hallinnassa. Kuvio 2 esittää LncRNA:iden ja mikroRNA:iden vuorovaikutuksia diabeettisen nefropatian säätelyssä
LNC:t antifibroottisten mikroRNA:iden asetuksissa CrosstalkTGF suppressoi antifibroottisia miRNA:ita, kuten miR-29-klustereita ja miR-let{2}}-klustereita [84]. Tällaisen TGF-1--säädellyn miRNA:iden ylikuulumisen suppressiota raportoitiin tyypin I diabeetikoilla, joilla oli korkeampi ESRD:n etenemisaste [85]. Laboratoriomme tiedot paljastavat, että miR-29- ja miR-let-7-perheen klusterit osoittivat suojaavaa vaikutusta endoteeli-mesenkymaaliseen siirtymiseen (EndMT) ja osoittavat kaksisuuntaista säätelyä fysiologisissa olosuhteissa [ 86–89]. Tämä kaksisuuntainen säätely on välttämätön endoteelisolujen homeostaasille ja suojaa EndMT:ltä diabeettisessamunuaiset[76]. EndMT:n kohdistaminen on yksi mahdollisista terapeuttisista vaihtoehdoista diabeteksen hoidossamunuainenfibroosi [56,58]. miR-29-klusterit osoittavat negatiivista, kaksisuuntaista säätelyä TGF-reseptorien kanssa [76]. miRNA:t säätelevät toistensa geeniekspressiota suoraan tai epäsuorasti. Tämä ylikuulumisilmiö liittyy antifibroottisen aktiivisuuden ylläpitämiseenmunuainenja sen häiriö johtaa kiihtyneeseen munuaisfibroosiin [76]. Interventiot, jotka estävät tämän ylikuulumisen katkeamisen, ovat hyödyllisiä suojautumisessamunuaisten sairaudet[56,86]. DPP-4:n esto osoittaa TGF-signalointiin perustuvan EndMT:n suppression diabeetikoillamunuaisetnostamalla miR-29-klustereita [67,88]. miR-29-klusterit kohdistuvat profibroottiseen molekyyliin DPP-4, ja sen esto nostaa miR-29-tasoa; siksi DPP-4-inhibiittorit ovat mahdollisia johtajia diabeettisen nefropatian hoidossa [88].
MiR-let-7 estää TGF-reseptoria 1 [90], ja TGF-smad3-signaloinnin on osoitettu olevan miR-29-geenin ilmentymistä estävä reitti [84,88,91,92]; siksi odotetusti miR-let-7 indusoi miR-29:n ilmentymistä endoteelisoluissa. Vaihtoehtoinen miR-29-linked-miR-let-7 -ilmentymismekanismi selitettiin interferoni-gamma- (IFN )-FGFR1-akselilla. miR-29 kohdistuu IFN- [93] ja lisäksi IFN- inhiboi FGFR1:tä. FGFR1:llä on ratkaiseva rooli miR-let-7-perheklusterien ilmentymisessä [90]. MiR-29-klusterien alennussäätely aiheuttaa IFN-tasojen nousua, mikä myöhemmin estää FGFR1:n ja FGFR{33}}liittyvän miR-let-7-klustereiden ilmentymisen. Tämä miR-let-7-ilmentymisen suppressio saa aikaan TGF R1 -proteiinin ilmentymisen aktivoitumisen. TGF-/smad3-signaloinnin laukaiseminen puolestaan estää miR-29-perheklusterien ilmentymistä [88]. AcSDKP on avainpeptidi, joka syntetisoituu osittain distaalisilla tubulaarisilla alueilla polyoligopeptidaasin entsymaattisesta vaikutuksesta tymosiini 4:ään ja joka hajoaa angiotensiiniä konvertoivan entsyymin vaikutuksesta. Tästä syystä angiotensiinia konvertoivan entsyymin estäjien on osoitettu nostavan AcSDKP-tasoa hiirten ja diabeetikkojen plasmassa [86,89]. Useissa tutkimuksissa on analysoitu AcSDKP:n munuaissuojauskykyä ja ACE:n estäjät voivat suorittaa antifibroottisia vaikutuksia nostamalla osittain AcSDKP-tasoja [70,89,94]. Mikä tärkeintä, AcSDKP on avain endogeeninen peptidi, joka palauttaamunuainenrakenne ja tukahduttaa munuaisfibroosia vastustamalla DPP-4-assosioitunutta EndMT:tä nostamalla mimikroRNA:n ylikuulumissäännöksiä miR-29:n ja miR-let-7 [86] välillä. Lisäksi ACE:n esto nostaa AcSDKP:n tasoa ja aiheuttaa antifibroottisten mikroRNA:iden säätelyä ja palauttaa antifibroottisen ristikuulumisen viljellyissä endoteelisoluissa, kun taas angiotensiinireseptorin salpaajilla on minimaaliset vaikutukset [76, 86, 89]. Nämä tapahtumat säätelevät miR-29:ien ja miR-let{11}}:ien välistä ylikuulumista diabeettisten hiirten fibroottisissa munuaisissa [86]. AcSDKP ylläpitäämunuainenhomeostaasia osittain nostamalla kaksisuuntaista säätelyä miR-29s ja miR-let-7s [76,86] välillä.
Lnc-H19:n ilmentyminen lisääntyy TGF-2-indusoiduissa endoteelisoluissa ja Fifibioottisissa soluissa.munuaisetdiabeetikoista hiiristä [22]. H19-suppressio vähentää merkittävästi EndMT- jamunuainenfibroosi [22]. Lisääntynyt H19:n ilmentyminen diabeettisissa munuaisissa liittyy miR-29a:n alentuneisiin tasoihin [22]. H19- ja miR{5}}-yhdistys edistää EndMT:n sääntelyverkostoa [22]. Samanlaisia H19:n säätelymekanismeja on raportoitu aiemmin, kuten H19/miR675-reitti, joka estää solujen kasvua ja Igflr-ilmentymistä [95]; H19/Let-7-välitteinen HMGA2-välitteisen epiteelistä mesenkymaaliseen siirtymisen esto [96] ja H19/miR-675-akseli estää eturauhassyövän etäpesäkkeitä TGF 1:n kautta [97]. Xie et ai. (2016) havaitsivat myös, että H19:n vuorovaikutus miR17:n kanssa vaikutti munuaisfibroosiin liittyvään säätelyverkostoon [98]. H19 toimii kilpailevana endogeenisenä RNA:na. Sääntelyverkosto yhdistää EndMT:n ja munuaisfibroosin transkriptionaalisen ja posttranskriptionaalisen säätelyverkoston [22]. Mielenkiintoista on, että H19:n esto muutti vain miR-29a-tasoja, ei miR-29b- tai miR-29-c-tasoja, ja tukahdutti TGF-/Smad-signalointia EndMT:n ja munuaisfibroosin säätelemiseksi diabeteksessa. [22].
LncRNA-miRNA-pohjainen hoito DKD:lle, tulevaisuuden suunnat ja näkymätMonet ei-koodaavat RNA:t (miRNA:t, lncRNA:t ja circRNA:t) säätelevät DN-fenotyyppeihin liittyvien kriittisten geenien ilmentymistä. Nämä ei-koodaavat RNA:t (nc RNA:t) ovat stabiileja biologisissa nesteissä ja voivat tarjota mahdollisia biomarkkereita moniin erilaisiin sairauksiin. Ei-koodaavat RNA:t osallistuvat sairausprosesseihin, kuten hypertrofiaan, ECM-synteesiin, apoptoosiin ja munuaisfibroosiin. Lisäksi jotkin tutkimukset ovat edenneet ncRNA-pohjaisten hoitojen syntetisoimiseksi, ja muutama näistä ncRNA:ista on jo kliinisen kokeen vaiheessa. Siksi nämä ncRNA-pohjaiset lääkkeet olisivat vaihtoehtoinen lähestymistapa DN:n hoitoon [99]
MiRNA-pohjaisia lääkkeitä voidaan käyttää vaihtoehtoisena hoitona useiden sairauksien, mukaan lukien diabeettisen nefropatian, hoidossa. Keinotekoisesti syntetisoitujen oligonukleotidien käyttö jäljitelmiin (miRNA-mimikit) tai knockdown-mikroRNA:ihin (antagomiR:t) on kehittynyt [99 100]. Tässä sarjassa kehitettiin lukitun nukleiinihapon (LNA) estäjä suppressoimaan spesifistä miRNA:n ilmentymistä tai toimintaa [99 100]. LNA-miR{6}}-hoito parantaa dramaattisesti DN-fenotyyppiä ja sitä voidaan siten käyttää mahdollisena DN-terapiana [101]. Muut työt ovat osoittaneet, että ihonalainen anti-miR-21-injektio alensi fibroosin määrää kroonisissamunuaissairaushiiret [102]. miR-29-perhe parantaa merkittävästi munuaisten rakennetta ja fibroosi on DN-hiiret [103], joten anti-miR-29--pohjaista hoitoa voitaisiin mahdollisesti käyttää vaihtoehtoisena DN-hoidon vaihtoehtona. miRNA-pohjainen hoito on saamassa vauhtia viimeisen vuosikymmenen aikana. Ongelma piilee kuitenkin toimitustavoissa. miRNA:t säätelevät useita kohteita samanaikaisesti; joten ne voivat vaikuttaa muihin reitteihin. Siksi miRNA-pohjaisten hoitojen tutkimus on nyt siirtymässä keskittymään antomenetelmiin ja tehokkuuteen ja turvallisuuteen tietyn reitin ja kudospaikan kohdistamiseksi [104–106].
Lisäksi terapeuttisen molekyylin koon tulee olla riittävän pieni läpäistäkseen endoteelin kiinnostuksen kohteena olevaan elimeen tai kohtaan, eikä se saa suodattaa sitä pois.munuainen[107]. Mielenkiintoista on, että tämä suodatusongelma on etu miRNA-pohjaisessa hoidossa, koska epiteelisolut imevät uudelleen terapeuttiset aineet ultrasuodosta, mikä vähentää hävikkiä [107, 108]. Siksi uskotaan, että miRNA-pohjaisia hoitoja voitaisiin turvallisesti käyttää DN-potilailla, vaikka edistyneitä töitä tai suuria kliinisiä tutkimuksia tarvitaan vielä. Useat miRNA-pohjaiset hoidot ovat edenneet kliinisiin kokeisiin, vaikkakaan ei yksikään DN:n hoitoon. Miravirsen (LNA-pohjainen miR-122-estäjä) aloitti jo vaiheen II kliinisissä tutkimuksissa potilaiden HCV-infektion hoitamiseksi [109]. Monet miRNA-pohjaiset terapiat ovat parhaillaan kehitteillä useisiin muihin sairauksiin; siksi miRNA-pohjaisen hoidon käyttö DN:ssä on uusi toivo. Toinen mahdollinen hoitovaihtoehto on DN:n lncRNA-välitteinen hoito. Se on verrattain edullinen kohdistamaan lncRNA:n ilmentymistä miRNA:ihin verrattuna, koska sillä on toiminnallinen rooli transkription säätelyssä, kudosspesifisessä ilmentymisessä ja sairauskohtaisissa muutoksissa. LncRNA:t ovat pääasiassa läsnä ytimessä; Synteettisten antisense-oligonukleotidien (ASO:iden) ehdotetaan laajalti hiljentämään lncRNA:n ilmentyminen ytimessä aloittamalla RNaasi H -riippuvaisen hajoamisen [110, 111]. ASO:iden suunnittelu on erittäin tärkeää, koska sen pitäisi sitoutua LncRNA-spesifiseen kohtaan ja kohdistaa yksi lncRNA. Lisäksi todellinen haaste on hoitaa ASO:lla in vivo. Samoin kuin miRNA-pohjaisissa hoidoissa, ongelmat liittyvät toimituksen tehokkuuteen ja tehokkuuteen.
CISTANCHE PARANTAA MUNUAINEN/MUUNAISKIPUA
Toinen lncRNA-pohjaisiin terapioihin liittyvä ongelma on lncRNA:iden heterogeeninen luonne ja konservoitumaton intronisekvenssi [1,112]. Lisätutkimuksia tarvitaan sellaisten pienten molekyylien tunnistamiseksi, jotka indusoivat munuaista suojaavien ei-koodaavien RNA:iden ilmentymistä. On tarpeen etsiä yhdisteitä, jotka indusoivat antifibroottisten ei-koodaavien RNA:iden ilmentymistä diabeettisissa munuaisissa, kuten flavonoidit, kalkonit, polyhydrokinoliinit, propiofenonijohdannaiset, deoksiandrografolidit, 2-metoksiestradioli ja tiatsolidiini- 4- yksi johdannaiset; Nämä synteettiset tai kasvipohjaiset yhdisteet ovat osoittaneet suojaavia vaikutuksia diabeteksen hiirimalleissa [113–125], ja niitä voitaisiin testata edelleen ja käyttää DN:n hoidossa. ncRNA:illa on ratkaiseva rooli tyypin II DM:n ja diabeettisten komplikaatioiden patogeneesissä; rajoituksistaan huolimatta kudosspesifisten mikroRNA:iden ilmentymistä tulisi tutkia edelleen [56,126,127]. Fysiologisia toimintahäiriöitä, aineenvaihdunnan muutoksia, stressiä ja tulehdusta havaitaan ennen myöhempiä piirteitä, kuten proteinuriaa, joka on merkittävä tekijä DKD:n kehittymisessä [20]. Proteinuria määrittää DKD-potilaiden sydän- ja munuaistulokset [128–130]. Korkeampi proteinuria johtaa tubulusvaurioihin ja liittyy munuaistulehdukseen ja interstitiaaliseen fibroosiin diabeteksessa [129–131]. Minutolo et ai. tutki proteinurian ratkaisevaa roolia potilailla, joilla on krooninen diabetesmunuaissairaus(DM-CKD) ja keskustelivat uudesta tiedosta sydän- ja munuaisennusteesta DM-CKD-potilailla [128]. Proteinurian puuttuessa DM-CKD-potilailla ei ollut suurentunutta sydän- ja munuaisriskiä verrattuna ei-diabeettisiin CKD-potilaisiin [128]. Kuitenkin CKD-potilailla, joilla oli proteinuria, loppuvaiheen munuaissairauden riski johtui pääasiassa diabeteksesta riippumattomasta proteinuriatasosta [20,132]. Muutettujen mikroRNA- ja lncRNA-sarjojen fysiologiset ja soluroolit ovat merkityksellisiä proteinurian ja siihen liittyvän DN:n tutkimisen kannalta. Lisäksi lncRNA:ita, kuten GAS5 ja GM6135, jotka lisääntyvät munuaistulehduksen aikana, voidaan käsitellä Lnc-inhibiittorilla [133, 134]. Samoin sirkulaaristen RNA:iden ja niiden roolin diabeettisten munuaisten terveyteen ja sairauksiin liittyvä tutkimus on saamassa vauhtia. circRNA_15698, circLRP6, circACTR2, circHIPK3 ja circ_0000491 liittyvät munuaisten tulehdukseen ja fibroosiin, kun taas circRNA_010383 on reno-suojaava [135–140]. Siksi parempi ymmärrys näiden säätelevien pyöreän RNA:iden roolista erilaisten fysiologiassamunuainensolutyyppejä tarvitaan. Taulukossa 1 on luettelo lncRNA:ista ja sirkulaarisista RNA:ista ja niiden kohteistamunuaissairaus.LncRNA:iden rooli tulee analysoida prekliinisissä olosuhteissa ennen niiden terapeuttisen potentiaalin hyödyntämistä diabeettisen nefropatian hoidossa. Tästä syystä tarvitaan laajaa tutkimusta, joka osoittaa miRNA:iden ja LncRNA:iden vuorovaikutuksen roolin, jotta voidaan validoida mahdollisuus käyttää näitä miRNA-/lncRNA-pohjaisia hoitoja proteinuriassa ja siihen liittyvässä DN:ssä.
Johtopäätökset miRNA:iden ja lncRNA:iden vuorovaikutukset vaikuttavat DKD:n etenemiseen kohdentamalla geenejä, jotka liittyvät fibrogeneesiin, ER-stressiin, tulehdukseen, oksidatiiviseen stressiin ja metaboliseen toimintahäiriöön [8,49,110]. Varhaisen vaiheen (fysiologinen toimintahäiriö, aineenvaihduntamuutos, ER-stressi ja tulehdus) ja myöhäisen vaiheen (proteinuria) piirteitä säätelevien reittien tunnistaminen on keskeistä DN-patogeneesin tutkimuksissa. miRNA:iden ja LncRNA:iden vuorovaikutus avaa laajan alueen perustutkimukselle ja uusien hoitovaihtoehtojen kehittämiseen diabeteksen komplikaatioita, mukaan lukien DKD:tä, vastaan.
