Длинные некодирующие РНК MEG3, TUG1 И hsa-miR-21-3p как потенциальные диагностические биомаркеры ишемической болезни сердца

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Биомаркеры периферической крови, ввиду их неинвазивности, имеют особое значение для диагностики некоторых заболеваний, в том числе ишемической болезни сердца (ИБС). Исследование экспрессии некодирующих РНК (ncРНК) открывает путь к ранней диагностике, прогнозу и лечению заболеваний. Исследована группа ncРНК как потенциальных биомаркеров у пациентов с ИБС. Участники двух сформированных групп: контрольной и ИБС ‒ прошли собеседование и клиническое обследование. У всех были взяты образцы периферической крови и выделена плазма, в которой методом количественной ПЦР оценивали уровни целевых ncРНК, выбранных на основании анализа литературы и биоинформационного анализа. Созданная панель включала длинные ncРНК (lncRNA) MEG3, TUG1 и SRA1, а также одну микроРНК ‒ hsa-miR-21-3p. Выявлено статистически значимое повышение уровней MEG3, TUG1 и hsa-miR21-3p у пациентов с ИБС по сравнению с участниками контрольной группы (p < 0.01), в то время как для SRA1 замечена статистически незначимая тенденция к снижению экспрессии (p > 0.05). Для исследованных ncРНК выявлена значимая сильная корреляция с заболеваемостью, возрастом и курением. При построении сети выявлена сильная взаимосвязь между MEG3 и TUG1. По результатам ROC-анализа сделан вывод, что hsa-miR-21-3p можно рассматривать в качестве перспективного биомаркера ИБС. Более того, для MEG3 и TUG1 выявлена заметная диагностическая значимость, хотя меньшая, чем для hsa-miR-21-3p. Различия в уровнях экспрессии этих трех ncРНК между группами ИБС и контроля были статистически значимыми. Таким образом, уровни MEG3, TUG1 и hsa-miR-21-3p в плазме можно рассматривать в качестве потенциальных биомаркеров заболеваемости и диагностики ИБС.

Об авторах

M. Abdelgawad

Beni-Suef University

Email: hoda_ibrahim1@med.suez.edu.eg

Biotechnology and Life Sciences Department, Faculty of Postgraduate Studies for Advanced Sciences (PSAS)

Египет, Beni-Suef, 62511

H. Y. Abdallah

Suez Canal University

Email: hoda_ibrahim1@med.suez.edu.eg

Genetics Unit, Department of Histology and Cell Biology, Faculty of Medicine, Center of Excellence in Molecular and Cellular Medicine, Faculty of Medicine

Египет, Ismailia, 41522

A. Fareed

Suez Canal University

Email: hoda_ibrahim1@med.suez.edu.eg

Department of Cardiology, Faculty of Medicine

Египет, Ismailia, 41522

A. E. Ahmed

Beni-Suef University

Автор, ответственный за переписку.
Email: hoda_ibrahim1@med.suez.edu.eg

Biotechnology and Life Sciences Department, Faculty of Postgraduate Studies for Advanced Sciences (PSAS)

Египет, Beni-Suef, 62511

Список литературы

  1. Malakar A.K., Choudhury D., Halder B., Paul P., Uddin A., Chakraborty S. (2019) A review on coronary artery disease, its risk factors, and therapeutics. J. Cell Physiol. 234(10), 16812–16823. doi: 10.1002/jcp.28350.
  2. Wan Q., Qian S., Huang Y., Zhang Y., Peng Z., Li Q., Shu B., Zhu L., Wang M. (2020) Drug discovery for coronary artery disease. Adv. Exp. Med. Biol. 1177, 297–339.
  3. Hunt S.A., Abraham W.T., Chin M.H., Feldman A.M., Francis G.S., Ganiats T.G., Jessup M., Konstam M.A., Mancini D.M., Michl K., Oates J.A., Rahko P.S., Silver M.A., Stevenson L.W., Yancy C.W. (2009) 2009 Focused update incorporated into the ACC/AHA 2005 guidelines for the diagnosis and management of heart failure in adults: a report of the American college of cardiology foundation/American heart association task force on practice guidelines developed in collaboration with the International society for heart and lung transplantation. J. Am. Coll. Cardiol. 53(15), e1–e90. doi: 10.1016/j.jacc.2008.11.013
  4. Netto J., Teren A., Burkhardt R., Willenberg A., Beutner F., Henger S., Schuler G., Thiele H., Isermann B., Thiery J., Scholz M., Kaiser T. (2022) Biomarkers for non-invasive stratification of coronary artery disease and prognostic impact on long-term survival in patients with stable coronary heart disease. Nutrients. 14(16), 3433. doi: 10.3390/nu14163433
  5. Parsanathan R., Jain S.K. (2020) Novel invasive and noninvasive cardiac-specific biomarkers in obesity and cardiovascular diseases. Metab. Syndr. Relat. Disord. 18(1), 10–30. doi: 10.1089/met.20190073
  6. Cardona-Monzonís A., García-Giménez J.L., Mena-Mollá S., Pareja-Galeano H., de la Guía-Galipienso F., Lippi G., Pallardó F.V., Sanchis-Gomar F. (2020) Non-coding RNAs and Coronary Artery Disease. In: Advances in Experimental Medicine and Biology. Ed. Xiao J. Singapore: Springer Singapore, V. 1229, pp. 273–285. doi: 10.1007/978-981-15-1671-9_16
  7. Poller W., Dimmeler S., Heymans S., Zeller T., Haas J., Karakas M., Leistner D.M., Jakob P., Nakagawa S., Blankenberg S., Engelhardt S., Thum T., Weber C., Meder B., Hajjar R., Landmesser U. (2018) Non-coding RNAs in cardiovascular diseases: diagnostic and therapeutic perspectives. Eur. Heart J. 39(29), 2704–2716. doi: 10.1093/eurheartj/ehx165
  8. Adams V. (2019) Assessment of micro ribonucleic acids after exercise: Is this the future to detect coronary artery disease at its early stage? Eur. J. Prev. Cardiol. 26(4), 346–347. doi: 10.1177/2047487318811958
  9. Zou L., Ma X., Lin S., Wu B., Chen Y., Peng C. (2019) Long noncoding RNA-MEG3 contributes to myocardial ischemia-reperfusion injury through suppression of MIR-7-5p expression. Biosci. Rep. 39(8), BSR20190210. doi: 10.1042/BSR20190210
  10. Piccoli M.T., Gupta S.K., Viereck J., Foinquinos A., Samolovac S., Kramer F.L., Garg A., Remke J., Zimmer K., Batkai S., Thum T. (2017) Inhibition of the cardiac fibroblast-enriched lncRNA Meg3 prevents cardiac fibrosis and diastolic dysfunction. Circ. Res. 121(5), 575–583. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.117.310624
  11. Zhang J., Liang Y., Huang X., Guo X., Liu Y., Zhong J., Yuan J. (2019) STAT3-induced upregulation of lncRNA MEG3 regulates the growth of cardiac hypertrophy through miR-361-5p/HDAC9 axis. Sci. Rep. 9(1), 460. doi: 10.1038/s41598-018-36369-1
  12. Wu Z., He Y., Li D., Fang X., Shang T., Zhang H., Zheng X. (2017) Long noncoding RNA MEG3 suppressed endothelial cell proliferation and migration through regulating miR-21. Am. J. Transl. Res. 9(7), 3326–3335.
  13. Li F.P., Lin D.Q., Gao L.Y. (2018) LncRNA TUG1 promotes proliferation of vascular smooth muscle cell and atherosclerosis through regulating miRNA-21/PTEN axis. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 22(21), 7439–7447. doi: 10.26355/eurrev-201811-16284
  14. Guo Y., Sun Z., Chen M., Lun J. (2021) LncRNA TUG1 regulates proliferation of cardiac fibroblast via the miR-29b-3p/TGF-β1 axis. Front. Cardiovasc. Med. 8, 646806. doi: 10.3389/fcvm.2021646806
  15. Zhang G., Ni X. (2021) Knockdown of TUG1 rescues cardiomyocyte hypertrophy through targeting the miR-497/ MEF2C axis. Open Life Sci. 16(1), 242–251. doi: 10.1515/biol-2021-0025
  16. Foulds C.E., Tsimelzon A., Long W., Le A., Tsai S.Y., Tsai M.J., O’Malley B.W. (2010) Research resource: expression profiling reveals unexpected targets and functions of the human steroid receptor RNA activator (SRA) gene. Mol. Endocrinol. 24(5), 1090–1105. doi: 10.1210/me.2009-0427.
  17. Ren S., Zhang Y., Li B., Bu K., Wu L., Lu Y., Lu Y., Qiu Y. (2019) Downregulation of lncRNA-SRA participates in the development of cardiovascular disease in type II diabetic patients. Exp. Ther. Med. 17(5), 3367–3372. doi: 10.3892/etm.20197362
  18. Yang S., Sun J. (2018) LncRNA SRA deregulation contributes to the development of atherosclerosis by causing dysfunction of endothelial cells through repressing the expression of adipose triglyceride lipase. Mol. Med. Rep. 18(6), 5207–5214. doi: 10.3892/mmr.20189497
  19. Huang Z., Shi J., Gao Y., Cui C., Zhang S., Li J., Zhou Y., Cui Q. (2019) HMDD v3.0: A database for experimentally supported human microRNA-disease associations. Nucleic Acids Res. 47(D1), D1013–D1017. doi: 10.1093/nar/gky1010
  20. Huang H.Y., Lin Y.C., Li J., Huang K.Y., Shrestha S., Hong H.C., Tang Y., Chen Y.G., Jin C.N., Yu Y., Xu J.T., Li Y.M., Cai X.X., Zhou Z.Y., Chen X.H., Pei Y.Y., Hu L., Su J.J., Cui S.D., Wang F., Xie Y.Y., Ding S.Y., Luo M.F., Chou C.H., Chang N.W., Chen K.W., Cheng Y.H., Wan X.H., Hsu W.L., Lee T.Y., Wei F.X., Huang H.D. (2020) MiRTarBase 2020: Updates to the experimentally validated microRNA-target interaction database. Nucleic Acids Res. 48(D1), D148–D154. doi: 10.1093/nar/gkz896
  21. Chang L., Zhou G., Soufan O., Xia J. (2020) miRNet 2.0: Network-based visual analytics for miRNA functional analysis and systems biology. Nucleic Acids Res. 48(W1), W244–W251. doi: 10.1093/nar/gkaa467
  22. Metsalu T., Vilo J. (2015) ClustVis: A web tool for visualizing clustering of multivariate data using Principal Component Analysis and heatmap. Nucleic Acids Res. 43(W1), W566–W570. doi: 10.1093/nar/gkv468
  23. Shannon P., Markiel A., Ozier O., Baliga N.S., Wang J.T., Ramage D., Amin N., Schwikowski B., Ideker T. (2003) Cytoscape: a software environment for integrated models. Genome Res. 13(11), 2498‒2504. doi: 10.1101/gr.1239303
  24. Livak K.J., Schmittgen T.D. (2001) Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2−ΔΔCT method. Methods. 25(4), 402–408. doi: https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262
  25. Saygili H., Bozgeyik I., Yumrutas O., Akturk E., Bagis H. (2021) Differential expression of long noncoding RNAs in patients with coronary artery disease. Mol. Syndromol. 12(6), 372–378. doi: 10.1159/000517077
  26. Bai Y., Zhang Q., Su Y., Pu Z., Li K. (2019) Modulation of the proliferation/apoptosis balance of vascular smooth muscle cells in atherosclerosis by lncRNA-MEG3 via regulation of miR-26a/smad1 axis. Int. Heart J. 60(2), 444–450. doi: 10.1536/IHJ.18-195
  27. Wu H., Zhao Z.A., Liu J., Hao K., Yu Y., Han X., Li J., Wang Y., Lei W., Dong N., Shen Z., Hu S. (2018) Long noncoding RNA Meg3 regulates cardiomyocyte apoptosis in myocardial infarction. Gene Ther. 25(8), 511–523. doi: 10.1038/s41434-018-0045-4
  28. Su Q., Liu Y., Lv X.W., Dai R.X., Yang X.H., Kong B.H. (2020) LncRNA TUG1 mediates ischemic myocardial injury by targeting miR-132-3p/HDAC3 axis. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 318(2), H332–H344. doi: 10.1152/ajpheart.00444.2019
  29. Yan H.Y., Bu S.Z., Zhou W.B., Mai Y.F. (2018) TUG1 promotes diabetic atherosclerosis by regulating proliferation of endothelial cells via Wnt pathway. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 22(20), 6922–6929.
  30. Kumar D., Narang R., Sreenivas V., Rastogi V., Bhatia J., Saluja D., Srivastava K. (2020) Circulatory miR-133b and miR-21 as novel biomarkers in early prediction and diagnosis of coronary artery disease. Genes (Basel). 11(2), 164. doi: 10.3390/genes11020164
  31. Ren J., Zhang J., Xu N., Han G., Geng Q., Song J., Li S., Zhao J., Chen H. (2013) Signature of circulating MicroRNAs As potential biomarkers in vulnerable coronary artery disease. PLoS One. 8(12), e80738. doi: 10.1371/journal.pone.0080738
  32. Fleissner F., Jazbutyte V., Fiedler J., Gupta S.K., Yin X., Xu Q., Galuppo P., Kneitz S., Mayr M., Ertl G., Bauersachs J., Thum T. (2010) Short communication: asymmetric dimethylarginine impairs angiogenic progenitor cell function in patients with coronary artery disease through a microRNA-21-dependent mechanism. Circ. Res. 107(1), 138–143. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.110.216770
  33. Weber M., Baker M.B., Moore J.P., Searles C.D. (2010) MiR-21 is induced in endothelial cells by shear stress and modulates apoptosis and eNOS activity. Biochem. Biophys. Res. Commun, 393(4), 643–648. doi: 10.1016/j.bbrc.201002.045
  34. Abdallah H.Y., Hassan R., Fareed A., Abdelgawad M., Mostafa S.A., Mohammed E.A.-M. (2022) Identification of a circulating microRNAs biomarker panel for non-invasive diagnosis of coronary artery disease: case–control study. BMC Cardiovasc. Disord. 22(1), 286. doi: 10.1186/s12872-022-02711-9
  35. Mohammed A., Shaker O.G., Khalil M.A.F., Gomaa M., Fathy S.A., Abu-El-Azayem A.K., Samy A., Aboelnor M.I., Gomaa M.S., Zaki O.M., Erfan R. (2022) Long non-coding RNA NBAT1, TUG1, miRNA-335, and miRNA-21 as potential biomarkers for acute ischemic stroke and their possible correlation to thyroid hormones. Front Mol. Biosci. 9, 914506. doi: 10.3389/fmolb.2022914506

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Дополнительная таблица
Скачать (50KB)
Метаданные

Примечание

#Полный текст статьи на английском языке размещен на сайте издательства Springer – https://link.springer.com/journal/11008


© Российская академия наук, 2024