Потенциальная роль микрорнк в патогенезе геморрагической лихорадки с почечным синдромом


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/urology.2021.1.112-119

И.Ф. Гареев, О.А. Бейлерли, В.Н. Павлов, А.А. Измайлов, Э.К. Хуснутдинова, Г.М. Хасанова, И.Р. Гилязова, А.Н. Хасанова, Guoqing Wang, Honglan Huang, Jiahui Pan, Tong Shao, Haochen Yao, Wenfang Wang, Д.Н. Хасанов

1) Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Уфа, Республика Башкортостан, Россия; 2) Отделение патогенобиологии, ключевая лаборатория зональных заболеваний, Министерство образования Китая, Колледж базовой медицины, Цзилиньский университет, Чанчунь, провинция Цзилинь, Китай
Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) – острое природно-очаговое вирусное заболевание, которое вызывается вирусами рода хантавирус, характеризуется поражением мелких кровеносных сосудов, почек, легких и других органов человека. МикроРНК (miRNAs) представляют собой эндогенно экспрессируемые молекулы РНК длиной 18–22 нуклеотида, которые подавляют экспрессию гена на посттранскрипционном уровне путем связывания с 3′-нетранслируемой областью мРНК-мишеней. Доказано, что микроРНК играют существенную роль в различных биологических процессах, включая клеточный цикл, апоптоз, пролиферацию и дифференцировку клеток. Установлено, что микроРНК могут быть вовлечены в патогенез инфекционных заболеваний, в том числе ГЛПС. Хантавирусная инфекция поражает преимущественно эндотелиальные клетки и вызывает дисфункцию эндотелия капилляров и мелких сосудов. Известно, что индуцированный хантавирусной инфекцией иммунный ответ играет важную роль в нарушении эндотелиального барьера. В немногочисленных исследованиях, как in vitro, так и in vivo, доказано, что эндотелиальная дисфункция и иммунный ответ после инфицирования хантавирусом могут частично регулироваться микроРНК путем воздействия на определенные гены. Большая часть микроРНК экспрессирована внутри самих клеток. Однако в некоторых биологических жидкостях организма человека, например в плазме или сыворотке крови, были обнаружены многочисленные микроРНК, называемые циркулирующими микроРНК. Циркулирующие микроРНК могут секретироваться клетками в биологические жидкости человека в составе внеклеточных везикул как экзосомы или находиться в составе РНК-связанного белкового комплекса как микроРНК -Argonaute 2(Ago2). Такие микроРНК устойчивы к воздействию нуклеаз, что делает их привлекательными в качестве потенциальных биомаркеров при различных заболеваниях человека. Специфической противовирусной терапии ГЛПС не существует, а определение лабораторных показателей, используемое для диагностики, оценки степени тяжести и прогнозирования течения заболевания, остается сложной задачей из-за особенностей патофизиологии и клинического течения заболевания. Изучение роли микро-РНК при ГЛПС представляется целесообразным для разработки специфической и эффективной терапии, а также дляиспользования в качестве диагностических и прогностических биомаркеров (применительно к циркулирующим микроРНК).
Ключевые слова: циркулирующие, ГЛПС, хантавирус, экспрессия, микроРНК, патогенез, диагностика
Полный текст статьи доступен
в "Библиотеке Врача"

Литература

1. Jiang H., Du H., Wang L.M., Wang P.Z., Bai X.F. Hemorrhagic Fever with Renal Syndrome: Pathogenesis and Clinical Picture. Front. Cell Infect. Microbiol. 2016;6:1. Doi: 10.3389/fcimb.2016.00001.


2. Zhou S.S., Jin J.P., Wang J.Q., Zhang Z.G., Freedman J.H., Zheng Y., Cai L.MiRNAs in cardiovascular diseases: potential biomarkers, therapeutic targets and challenges. Acta Pharmacologica Sinica. 2018; 39(7):1073–1084. Doi: 10.1038/aps.2018.30.


3. Deng Y., Yan Y., Tan K.S., Liu J., Chow V.T., Tao Z.Z., Wang D.Y. MicroRNA-146a induction during influenza H3N2 virus infection targets and regulates TRAF6 levels in human nasal epithelial cells (hNECs). Exp. Cell Res. 2017;352(2):184–192. Doi: 10.1016/j.yexcr.2017.01.011.


4. Chang Y.L., Ho B.C., Sher S., Yu S.L., Yang P.C. miR-146a and miR-370 coordinate enterovirus 71-induced cell apoptosis through targeting SOS1 and GADD45β. Cell Microbiol. 2015;17(6):802–818. Doi: 10.1111/cmi.12401.


5. Lodge R., Ferreira Barbosa J.A., Lombard-Vadnais F., Gilmore J.C., Deshiere A., Gosselin A., Wiche Salinas T.R., Bego M.G., Power C., Routy J.P., Ancuta P., Tremblay M.J., Cohen É.A. Host MicroRNAs-221 and -222 Inhibit HIV-1 Entry in Macrophages by Targeting the CD4 Viral Receptor. Cell Rep. 2017;21(1):141–153. Doi: 10.1016/j.celrep.2017.09.030.


6. Zhou Y., Chen L., Du J., Hu X., Xie Y., Wu J., Lin X., Yin N., Sun M., Li H. MicroRNA-7 Inhibits Rotavirus Replication by Targeting Viral NSP5 In Vivo and In Vitro. Viruses. 2020;12(2). pii: E209. Doi: 10.3390/v12020209.


7. Chen L., Ming X., Li W., Bi M., Yan B., Wang X., Yang P., Yang B. The microRNA-155 mediates hepatitis B virus replication by reinforcing SOCS1 signalling-induced autophagy. Cell Biochem Funct. 2020. Doi: 10.1002/cbf.3488.


8. Backes C., Meese E., Keller A. Specific miRNA Disease Biomarkers in Blood, Serum and Plasma: Challenges and Prospects. 2016; 20(6):509–518. Doi: 10.1007/s40291-016-0221-4.


9. Duan X., Wang L., Sun G., Yan W., Yang Y. Understanding the cross-talk between host and virus in poultry from the perspectives of microRNA. Poult. Sci. 2020;99(4):1838–1846. doi: 10.1016/j.psj.2019.11.053.


10. Wang F., Xia Q. Back to homeostasis: Negative regulation of NF-κB immune signaling in insects. Dev Comp Immunol. 2018; 87:216–223. Doi: 10.1016/j.dci.2018.06.007.


11. Yu H.T., Jiang H., Zhang Y., Nan X.P., Li Y., Wang W., Jiang W., Yang D.Q., Su W.J., Wang J.P., Wang P.Z., Bai X.F. Hantaan virus triggers TLR4-dependent innate immune responses. Viral Immunol. 2012;25(5):387–393. Doi: 10.1089/vim.2012.0005.


12. Yu H., Jiang W., Du H., Xing Y., Bai G., Zhang Y., Li Y., Jiang H., Zhang Y.,Wang J., Wang P., Bai X. Involvement of the Akt/NF-kappaB pathways in the HTNV mediated increase of IL-6, CCL5, ICAM-1, and VCAM-1 in HUVECs. PLoS One. 2014; 9(4):e93810. Doi: 10.1371/journal.pone.0093810.


13. Chen Q.Z., Luo F., Lu M.X., Li N., Teng Y., Huang Q.L., Zhu N., Wang G.Y., Yue M., Zhang Y., Feng Y., Xiong H.R., Hou W. HTNV-induced upregulation of miR-146a in HUVECs promotes viral infection by modulating pro-inflammatory cytokine release. Biochem Biophys. Res. Commun. 2017;493(1):807–813. Doi: 10.1016/j.bbrc.2017.08.073.


14. Mark R. Paterson and Alison J. Kriegel. MiR-146a/b: a family with shared seeds and different roots. Physiol. Genomics. 2017;49(4): 243–252. Doi: 10.1152/physiolgenomics.00133.2016.


15. Li L., Chen X.P., Li Y.J. MicroRNA-146a and human disease. Scand. J. Immunol. 2010;71(4):227–231. Doi: 10.1111/j.1365-3083.2010.02383.x.


16. Yao Q., Fischer K.P., Arnesen K., Tyrrell D.L., Gutfreund K.S. Molecular cloning, expression and characterization of Pekin duck interferon-lambda. Gene 2014; 548(1):29–38. Doi: 10.1016/j.gene.2014.06.066.


17. Hou J., Wang P., Lin L., Liu X., Ma F., An H., Wang Z., Cao X. MicroRNA-146a feedback inhibits RIG-I-dependent Type I IFN production in macrophages by targeting TRAF6, IRAK1, and IRAK2. J. Immunol. 2009;183(3):2150–2158. Doi: 10.4049/jimmunol.0900707.


18. Ma H., Han P., Ye W., Chen H., Zheng X., Cheng L., Zhang L., Yu L., Wu X., Xu Z., Lei Y., Zhang F. The long noncoding RNA NEAT1 exerts antihantaviral effects by acting as positive feedback for RIG-I signaling. J Virol. 2017;91(9). pii: e02250-16. Doi: 10.1128/JVI.02250-16.


19. Shin O.S., Kumar M., Yanagihara R., Song J.W. Hantaviruses induce cell type- and viral species-specific host microRNA expression signatures. Virology. 2013;446(1-2):217–224. Doi: 10.1016/j.virol.2013.07.036.


20. Paterson M.R., Kriegel A.J. MiR-146a/b: a family with shared seeds and different roots. Physiol Genomics. 2017;49(4):243–252. Doi: 10.1152/physiolgenomics.00133.2016.


21. Stryker Z.I., Rajabi M., Davis P.J., Mousa S.A. Evaluation of Angiogenesis Assays. Biomedicines. 2019;7(2). pii: E37. Doi: 10.3390/biomedicines7020037.


22. Coenen D.M., Mastenbroek T.G., Cosemans J.M.E.M. Platelet interaction with activated endothelium: mechanistic insights from microfluidics. Blood. 2017;130(26):2819–2828. Doi: 10.1182/blood-2017-04-780825.


23. Wu C.H., Ko J.L., Pan H.H., Chiu L.Y., Kang Y.T., Hsiao Y.P. Ni-induced TGF-β signaling promotes VEGF-a secretion via integrin β3 upregulation. J. Cell Physiol. 2019. Doi: 10.1002/jcp.28772.


24. Dragoni S., Turowski P. Polarised VEGFA Signalling at Vascular Blood–Neural Barriers. Int. J. Mol Sci. 2018;19(5). pii: E1378. Doi: 10.3390/ijms19051378.


25. van Solingen C., Bijkerk R., de Boer H.C., Rabelink T.J., van Zonneveld A.J.The Role of microRNA-126 in Vascular Homeostasis. Curr. Vasc. Pharmacol. 2015;13(3):341–351.


26. Yuan Y., Shen C., Zhao S.L., Hu Y.J., Song Y., Zhong Q.J. MicroRNA-126 affects cell apoptosis, proliferation, cell cycle and modulates VEGF/TGF-β levels in pulmonary artery endothelial cells. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2019;23(7):3058–3069. Doi: 10.26355/eurrev_201904_17588.


27. Ji J.S., Xu M., Song J.J., Zhao Z.W., Chen M.J., Chen W.Q., Tu J.F., Yang X.M.Inhibition of microRNA-126 promotes the expression of Spred1 to inhibit angiogenesis in hepatocellular carcinoma after transcatheter arterial chemoembolization: in vivo study. Onco. Targets Ther. 2016;9:4357–4367. Doi: 10.2147/OTT.S106513.


28. Johne C., Matenia D., Li X.Y., Timm T., Balusamy K., Mandelkow E.M. Spred1 and TESK1-two new interaction partners of the kinase MARKK/TAO1 that link the microtubule and actin cytoskeleton. Mol. Biol. Cell. 2008;19(4):1391–1403. Doi: 10.1091/mbc.E07-07-0730.


29. Alhadidi Q., Bin Sayeed M.S., Shah Z.A. The Interplay between Cofilin and Phospho-Cofilin: Its Role in Maintaining Blood Brain Barrier Integrity. CNS Neurol. Disord. Drug Targets. 2017;16(3):279–290. Doi: 10.2174/1871527316666170117115040.


30. Pepini T., Gorbunova E.E., Gavrilovskaya I.N., Mackow J.E., Mackow E.R. Andes virus regulation of cellular microRNAs contributes to hantavirus-induced endothelial cell permeability. J. Virol. 2010;84(22):11929–11936. Doi: 10.1128/JVI.01658-10.


31. Jiang Q., Feng M.G., Mo Y.Y. Systematic validation of predicted microRNAs for cyclin D1. BMC Cancer. 2009; 9:194. Doi: 10.1186/1471-2407-9-194.


32. Lee M.H., Kundu J.K., Chae J.I., Shim J.H. Targeting ROCK/LIMK/cofilin signaling pathway in cancer. Arch. Pharm. Res. 2019;42(6):481–491. Doi: 10.1007/s12272-019-01153-w.


33. Abedi P., Bayat A., Ghasemzadeh S., Raad M., Pashaiefar H., Ahmadvand M.Upregulated miR-410 is linked to poor prognosis in colorectal cancer. Br. J. Biomed. Sci. 2020:1–5. Doi: 10.1080/09674845.2020.1731050.


34. Wang Y., Jiao T., Fu W., Zhao S., Yang L., Xu N., Zhang N. miR-410-3p regulates proliferation and apoptosis of fibroblast-like synoviocytes by targeting YY1 in rheumatoid arthritis. Biomed. Pharmacother. 2019;119:109426. Doi: 10.1016/j.biopha.2019.109426.


35. Su S.H., Wu C.H., Chiu Y.L., Chang S.J., Lo H.H., Liao K.H., Tsai C.F., Tsai T.N., Lin C.H., Cheng S.M., Cheng C.C., Wang H.W. Dysregulation of Vascular Endothelial Growth Factor Receptor-2 by Multiple miRNAs in Endothelial Colony-Forming Cells of Coronary Artery Disease. J. Vasc. Res. 2017;54(1):22–32. Doi: 10.1159/000449202.


36. Tie J., Pan Y., Zhao L., Wu K., Liu J., Sun S., Guo X., Wang B., Gang Y., Zhang Y., Li Q., Qiao T., Zhao Q., Nie Y., Fan D. MiR-218 inhibits invasion and metastasis of gastric cancer by targeting the Robo1 receptor. PLoS Genet. 2010; 6(3):e1000879. Doi: 10.1371/journal.pgen.1000879.


37. Gong Q., Li F., Xie J., Su G. Upregulated VEGF and Robo4 correlate with the reduction of miR-15a in the development of diabetic retinopathy. Endocrine. 2019: 1–11. Doi: 10.1007/s12020-019-01921-0.


38. Garo L.P., Murugaiyan G. The Use of MiRNA Antagonists in the Alleviation of Inflammatory Disorders. Methods Mol. Biol. 2016; 1390:413–425. Doi: 10.1007/978-1-4939-3335-8_24.


39. Thounaojam M.C., Kundu K., Kaushik D.K., Swaroop S., Mahadevan A., Shankar S.K., Basu A. MicroRNA 155 regulates Japanese encephalitis virus-induced inflammatory response by targeting Src homology 2-containing inositol phosphatase 1. J. Virol. 2014; 88:4798–4810. Doi: 10.1128/JVI.02979-13.


40. McCoy C.E., Sheedy F.J., Qualls J.E., Doyle S.L., Quinn S.R., Murray P.J., O’Neill L.A. IL-10 inhibits miR-155 induction by toll-like receptors. J. Biol. Chem. 2010; 285:20492–20498. Doi: 10.1074/jbc.M110.102111.


41. Chen Y., Gao D.Y., Huang L. In vivo delivery of miRNAs for cancer therapy: challenges and strategies. Adv. Drug. Deliv. Rev. 2015; 81:128–141. Doi: 10.1016/j. addr.2014.05.009.


42. Fehervari Z. MicroRNA and TH2 cells. Nat. Immunol. 2014.15:832–832. Doi: 10.1038/ni.2975.


43. Nakagawa R., Leyland R., Meyer-Hermann M., Lu D., Turner M., Arbore G., Phan T.G., Brink R., Vigorito E. MicroRNA-155 controls affinity-based selection by protecting c-MYC+B cells from apoptosis. J. Clin. Invest. 2015;126:377–388. Doi: 10.1172/JCI82914.


44. Mehta A., Baltimore D. MicroRNAs as regulatory elements in immune system logic. Nat. Rev. Immunol. 2016;16:279–294. Doi: 10.1038/nri.2016.40.


45. Frasca D., Diaz A., Romero M., Ferracci F., Blomberg B.B. MicroRNAs miR-155 and miR-16 decrease AID and E47 in B cells from elderly individuals. J. Immunol. 2015. 195:2134–2140. Doi: 10.4049/jimmunol.1500520.


46. Biswas S., Haleyurgirisetty M., Lee S., Hewlett I., Devadas K. Development and validation of plasma miRNA biomarker signature panel for the detection of early HIV-1 infection. EBioMedicine. 2019;43:307–316. Doi: 10.1016/j.ebiom.2019.04.023.


47. Li X., Huang Y., Zhang Y., He N. Evaluation of microRNA Expression in Patients with Herpes Zoster. Viruses. 2016;8(12). pii: E326. Doi: 10.3390/v8120326.


48. Wang J.Y., Mao R.C., Zhang Y.M., Zhang Y.J., Liu H.Y., Qin Y.L., Lu M.J.,Zhang J.M. Serum microRNA-124 is a novel biomarker for liver necroinflammation in patients with chronic hepatitis B virus infection. J. Viral Hepat. 2015;22(2):128–136. Doi: 10.1111/jvh.12284.


49. Zhang S., Ouyang X., Jiang X., Gu D., Lin Y., Kong S.K., Xie W. Dysregulated serum microRNA expression profile and potential biomarkers in hepatitis C virus-infected patients. Int. J. Med. Sci. 2015; 12(7):590–598. Doi: 10.7150/ijms.11525.


50. Zhu Z., Qi Y., Ge A., Zhu Y., Xu K., Ji H., Shi Z., Cui L., Zhou M. Comprehensive characterization of serum microRNA profile in response to the emerging avian influenza A (H7N9) virus infection in humans. Viruses. 2014;6(4):1525–1539. Doi: 10.3390/v6041525.


51. Trinh M.P., Carballo J.G., Adkins G.B., Guo K., Zhong W. Physical and chemical template-blocking strategies in the exponential amplification reaction of circulating microRNAs. Anal. Bioanal. Chem. 2020;412(11):2399–2412. Doi: 10.1007/s00216-020-02496-w.


52. Kim S.H., Weiß C., Hoffmann U., Borggrefe M., Akin I., Behnes M. Advantages and Limitations of Current Biomarker Research: From Experimental Research to Clinical Application. Curr. Pharm. Biotechnol. 2017;18(6):445–455. Doi: 10.2174/1389201018666170601091205.


53. Sole C., Arnaiz E., Manterola L., Otaegui D., Lawrie C.H. The circulating transcriptome as a source of cancer liquid biopsy biomarkers. Semin Cancer Biol. 2019;58:100–108. Doi: 10.1016/j.semcancer.2019.01.003.


Об авторах / Для корреспонденции

А в т о р д л я с в я з и: И. Ф. Гареев – к.м.н., ассистент кафедры онкологии с курсами онкологии и патологической анатомии ИДПО ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, Уфа, Республика Башкортостан, Россия; e-mail: ilgiz_gareev@mail.ru


Похожие статьи

К содержанию номера

Бионика Медиа