Vnitr Lek 2018, 64(1):77-82 | DOI: 10.36290/vnl.2018.012
Dlouhé nekódující RNA v patofyziologii aterosklerózy
- 1 II. interní klinika LF MU a FN u sv. Anny v Brně
- 2 Fyziologický ústav LF MU, Brno
- 3 Ústav patologické fyziologie LF MU, Brno
Lidský genom obsahuje asi 22 000 protein kódujících genů, které dávají vznik ještě většímu množství messengerové RNA (mRNA). Výsledky projektu ENCODE z roku 2012 však ukazují, že byť je až 90 % našeho genomu aktivně přepisováno, tak mRNA dávající vznik proteinům tvoří pouze 2-3 % z celkového množství přepsané RNA. Zbývající RNA transkripty nedávají vznik proteinům a nesou proto označení "nekódující RNA". Dříve se nekódující RNA považovala za "temnou hmotu genomu", nebo za "odpad", který se v naší DNA nahromadil v průběhu evoluce. Dnes již víme, že nekódující RNA plní v našem těle celou řadu regulačních funkcí - zasahují do epigenetických procesů od remodelace chromatinu k metylaci histonů, nebo do vlastního procesu transkripce, či do posttranskripčních procesů. Dlouhé nekódující RNA (lncRNA) jsou jednou ze tříd nekódujících RNA s délkou nad 200 nukleotidů (nekódující RNA s délkou pod 200 nukleotidů označujeme jako krátké nekódující RNA). lncRNA představují velice pestrou a rozsáhlou skupinu molekul s rozličnými regulačními funkcemi. Můžeme je identifkovat ve všech myslitelných buněčných typech, či tkáních, nebo dokonce v extracelulárním prostoru, a to včetně krve, potažmo plazmy. Jejich hladiny se mění v průběhu organogeneze, jsou specifické pro jednotlivé tkáně a k jejich změnám dochází i při vzniku různých onemocnění, včetně aterosklerózy. Cílem tohoto souhrnného článku je jednak představit problematiku lncRNA a některé jejich konkrétní zástupce ve vztahu k procesu aterosklerózy (popsat zapojení lncRNA do biologie endotelových buněk, hladkosvalových buněk cévní stěny, či buněk imunitních), a dále poukázat na možný klinický potenciál lncRNA, ať již v diagnostice či terapii aterosklerózy a jejích klinických manifestací.
Klíčová slova: ateroskleróza; lincRNA; lncRNA; MALAT; MIAT
Long non-coding RNAs in the pathophysiology of atherosclerosis
The human genome contains about 22 000 protein-coding genes that are transcribed to an even larger amount of messenger RNAs (mRNA). Interestingly, the results of the project ENCODE from 2012 show, that despite up to 90 % of our genome being actively transcribed, protein-coding mRNAs make up only 2-3 % of the total amount of the transcribed RNA. The rest of RNA transcripts is not translated to proteins and that is why they are referred to as "non-coding RNAs". Earlier the non-coding RNA was considered "the dark matter of genome", or "the junk", whose genes has accumulated in our DNA during the course of evolution. Today we already know that non-coding RNAs fulfil a variety of regulatory functions in our body - they intervene into epigenetic processes from chromatin remodelling to histone methylation, or into the transcription process itself, or even post-transcription processes. Long non-coding RNAs (lncRNA) are one of the classes of non-coding RNAs that have more than 200 nucleotides in length (non-coding RNAs with less than 200 nucleotides in length are called small non-coding RNAs). lncRNAs represent a widely varied and large group of molecules with diverse regulatory functions. We can identify them in all thinkable cell types or tissues, or even in an extracellular space, which includes blood, specifically plasma. Their levels change during the course of organogenesis, they are specific to different tissues and their changes also occur along with the development of different illnesses, including atherosclerosis. This review article aims to present lncRNAs problematics in general and then focuses on some of their specific representatives in relation to the process of atherosclerosis (i.e. we describe lncRNA involvement in the biology of endothelial cells, vascular smooth muscle cells or immune cells), and we further describe possible clinical potential of lncRNA, whether in diagnostics or therapy of atherosclerosis and its clinical manifestations.
Keywords: atherosclerosis; lincRNA; lncRNA; MALAT; MIAT
Vloženo: 13. listopad 2017; Přijato: 5. leden 2018; Zveřejněno: 1. leden 2018 Zobrazit citaci
Reference
- Esteller M. Non-coding RNAs in human disease. Nat Rev Genet 2011; 12(12): 861-874. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1038/nrg3074>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- [ENCODE Project Consortium]. An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome. Nature 2012; 489(7414): 57-74. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1038/nature11247>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Emes RD, Goodstadt L, Winter EE et al. Comparison of the genomes of human and mouse lays the foundation of genome zoology. Hum Mol Genet 2003; 12(7): 701-709.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Taft RJ, Pheasant M, Mattick JS. The relationship between non-protein-coding DNA and eukaryotic complexity. BioEssays 2007; 29(3): 288-299. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1002/bies.20544>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Ma L, Bajic VB, Zhang Z. On the classification of long non-coding RNAs. RNA Biol 2013; 10(6): 925-933. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.4161/rna.24604>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Novák J, Souček M. Význam mikroRNA v patofyziologii aterosklerózy a jejich možné klinické využití. AtheroReview 2016; 1(3): 144-150.
- Engreitz JM, Pandya-Jones A, McDonel P et al. The Xist lncRNA exploits three-dimensional genome architecture to spread across the X chromosome. Science 2013; 341(6147): 1237973. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1126/science.1237973>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Li X, Wu Z, Fu X et al. lncRNAs: insights into their function and mechanics in underlying disorders. Mutat Res Rev Mutat Res 2014; 762: 1-21. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1016/j.mrrev.2014.04.002>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Li H, Zhu H, Ge J. Long Noncoding RNA: Recent Updates in Atherosclerosis. Int J Biol Sci 2016; 12(7): 898-910. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.7150/ijbs.14430>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Jian L, Jian D, Chen Q et al. Long Noncoding RNAs in Atherosclerosis. J Atheroscler Thromb 2016; 23(4): 376-384. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.5551/jat.33167>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Zhou T, Ding J, Wang X et al. Long noncoding RNAs and atherosclerosis. Atherosclerosis 2016; 248: 51-61. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2016.02.025>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Kurian L, Aguirre A, Sancho-Martinez I et al. Identification of novel long noncoding RNAs underlying vertebrate cardiovascular development. Circulation 2015; 131(14): 1278-1290. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.114.013303>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Tang Y, Wo L, Chai H. Effects of noncoding RNA NRON gene regulation on human umbilical vein endothelial cells functions. Zhonghua Xin Xue Guan Bing Za Zhi 2013; 41(3): 245-250.
Přejít na PubMed...
- Woo KV, Baldwin HS. Role of Tie1 in shear stress and atherosclerosis. Trends Cardiovasc Med 2011; 21(4): 118-123. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1016/j.tcm.2012.03.009>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Jiang Q, Shan K, Qun-Wang X et al. Long non-coding RNA-MIAT promotes neurovascular remodeling in the eye and brain. Oncotarget 2016; 7(31): 49688-49698. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.18632/oncotarget.10434>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Yan B, Yao J, Liu JY et al. lncRNA-MIAT regulates microvascular dysfunction by functioning as a competing endogenous RNA. Circ Res 2015; 116(7): 1143-1156. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.116.305510>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Michalik KM, You X, Manavski Y et al. Long noncoding RNA MALAT1 regulates endothelial cell function and vessel growth. Circ Res 2014; 114(9): 1389-1397. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.114.303265>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Holdt LM, Teupser D. Recent studies of the human chromosome 9p21 locus, which is associated with atherosclerosis in human populations. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2012; 32(2): 196-206. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1161/ATVBAHA.111.232678>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Holdt LM, Beutner F, Scholz M et al. ANRIL expression is associated with atherosclerosis risk at chromosome 9p21. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2010; 30(3): 620-627. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1161/ATVBAHA.109.196832>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Bell RD, Long X, Lin M et al. Identification and Initial Functional Characterization of a Human Vascular Cell Enriched Long Non-Coding RNA. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2014; 34(6): 1249-1259. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1161/ATVBAHA.114.303240>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Ding Z, Wang X, Schnackenberg L et al. Regulation of autophagy and apoptosis in response to ox-LDL in vascular smooth muscle cells, and the modulatory effects of the microRNA hsa-let-7 g. Int J Cardiol 2013; 168(2): 1378-1385. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1016/j.ijcard.2012.12.045>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Leung A, Trac C, Jin W et al. Novel long noncoding RNAs are regulated by angiotensin II in vascular smooth muscle cells. Circ Res 2013; 113(13): 266-278. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.112.300849>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Reddy MA, Chen Z, Park JT et al. Regulation of inflammatory phenotype in macrophages by a diabetes-induced long noncoding RNA. Diabetes 2014; 63(12): 4249-4261. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.2337/db14-0298>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Vigetti D, Deleonibus S, Moretto P et al. Natural antisense transcript for hyaluronan synthase 2 (HAS2-AS1) induces transcription of HAS2 via protein O-GlcNAcylation. J Biol Chem 2014; 289(42): 28816-28826. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1074/jbc.M114.597401>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Zhao Y, Feng G, Wang Y et al. Regulation of apoptosis by long non-coding RNA HIF1A-AS1 in VSMCs: implications for TAA pathogenesis. Int J Clin Exp Pathol 2014; 7(11): 7643-7652.
- Li L, Li X, The E et al. Low expression of lncRNA-GAS5 is implicated in human primary varicose great saphenous veins. PloS One 2015; 10(3): e0120550. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0120550>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Hu YW, Yang JY, Ma X et al. A lincRNA-DYNLRB2-2/GPR119/GLP-1R/ABCA1-dependent signal transduction pathway is essential for the regulation of cholesterol homeostasis. J Lipid Res 2014; 55(4): 681-697. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1194/jlr.M044669>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Hu YW, Zhao JY, Li SF et al. RP5-833A20.1/miR-382-5p/NFIA-dependent signal transduction pathway contributes to the regulation of cholesterol homeostasis and inflammatory reaction. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2015; 35(1): 87-101. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1161/ATVBAHA.114.304296>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Bouard D, Alazard-Dany D, Cosset FL. Viral vectors: from virology to transgene expression. Br J Pharmacol 2009; 157(2): 153-165. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1038/bjp.2008.349>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Sergeeva OV, Koteliansky VE, Zatsepin TS. mRNA-Based Therapeutics - Advances and Perspectives. Biochem Biokhimiia 2016; 81(7): 709-722. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1134/S0006297916070075>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Lennox KA, Behlke MA. Cellular localization of long non-coding RNAs affects silencing by RNAi more than by antisense oligonucleotides. Nucleic Acids Res 2016; 44(2): 863-877. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1093/nar/gkv1206>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Ray KK, Landmesser U, Leiter LA et al. Inclisiran in Patients at High Cardiovascular Risk with Elevated LDL Cholesterol. N Engl J Med 2017; 376(15): 1430-1440. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1056/NEJMoa1615758>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Huang YK, Yu JC. Circulating microRNAs and long non-coding RNAs in gastric cancer diagnosis: An update and review. World J Gastroenterol 2015; 21(34): 9863-9886. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.3748/wjg.v21.i34.9863>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Kumarswamy R, Bauters C, Volkmann I et al. Circulating long noncoding RNA, LIPCAR, predicts survival in patients with heart failure. Circ Res 2014; 114(10): 1569-1575. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.114.303915>.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...