микроРНК и гены, связанные с развитием атеросклероза

Авторы

  • R. Y. Niyazova Научно-исследовательский институт проблем биологии и биотехнологии Казахского национального университета им. аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы
  • I. V. Pinsky Научно-исследовательский институт проблем биологии и биотехнологии Казахского национального университета им. аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы
  • S. A. Atambayeva Научно-исследовательский институт проблем биологии и биотехнологии Казахского национального университета им. аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы
  • A. Y. Pyrkova Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы
  • A. T. Ivaschenko Научно-исследовательский институт проблем биологии и биотехнологии Казахского национального университета им. аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы
  • S. B. Labeit Медицинский центр Университета Гейдельберга, Федеративная Республика Германия, г. Мангейм

Ключевые слова:

miRNA, mRNA, сайты связывания, гены-мишени, атеросклеороз.

Аннотация

Созданы базы данных по 212 генам и 39 микроРНК (miRNA), участвующих в развитии атеросклероза. Только miR-103a-3p имела сайт связывания в mRNA гена ADAMTS7 с величиной ΔG/ΔGm более 90% из mRNA 212 генов. 39 miRNA имели 118 сайтов связывания в mRNA генов с величиной ΔG/ΔGm от 90 до 100%. mRNA генa IRS2 содержала сайты связывания для 17 miRNA. mRNA генов LMNA, MTHFR, F11R, LDLR имели число сайтов связывания miRNA равное 14, 11, 10 и 9, соответственно. miR-619-5p и miR-5096 имели полностью комплементарные сайты связывания в mRNA генов ADAM17 и IL18. miR-619-5p имела сайты связывания в mRNA 11 генов. miR-466 имела множественные сайты связывания в mRNA пяти генов. miR-1322 имела множественные сайты связывания в mRNA генов PDE4D и RTN3, а miR-574-5p взаимодействовала с множественными сайтами в mRNA гена PPARA. Сайты связывания miRNA в mRNA генов IL18, IL10, LDLR, BRCA1, F11R имели величину ΔG/ΔGm равную 98 – 100%. mRNA генов CDKN1C, SIRT1, TGFB1, APH1B  содержали сайты связывания с энергией взаимодействия 127 – 136 kJ/mole. mRNA гена CDKN1C содержала 35 сайтов связывания miR-762 в CDS.

Биографии авторов

R. Y. Niyazova, Научно-исследовательский институт проблем биологии и биотехнологии Казахского национального университета им. аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы

Ниязова Райгуль Есенгельдиевна, к.б.н., доцент КазНУ им.аль-Фараби, кафедра биотехнологии

I. V. Pinsky, Научно-исследовательский институт проблем биологии и биотехнологии Казахского национального университета им. аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы

Пинский Илья Владимирович, магистр, стажер-исследователь НИИ проблем биологии и биотехнологии КазНУ им.аль-Фараби

S. A. Atambayeva, Научно-исследовательский институт проблем биологии и биотехнологии Казахского национального университета им. аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы

Атамбаева Шара Алпысбаевна, к.б.н., доцент КазНУ им.аль-Фараби, кафедра биотехнологии

A. Y. Pyrkova, Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы

Пыркова Анна Юрьевна, к.ф.-м.н., доцент КазНУ им.аль-Фараби, кафедра информатики

A. T. Ivaschenko, Научно-исследовательский институт проблем биологии и биотехнологии Казахского национального университета им. аль-Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы

Иващенко Анатолий Тимофеевич, д.б.н., профессор КазНУ им.аль-Фараби, кафедра биотехнологии

S. B. Labeit, Медицинский центр Университета Гейдельберга, Федеративная Республика Германия, г. Мангейм

Лабейт З.Б., PhD Медицинский центр Университета Гейдельберга, Федеративная Республика Германия, г. Мангейм

Библиографические ссылки

1 Vasdev S., Gill V., Singal P.K. Beneficial effect of low ethanol intake on the cardiovascular system: possible biochemical mechanisms // Vascular Health Risk Management. – 2006. – V.2(3). – P.263–276.
2 Araldi E., Suárez Y. MicroRNAs as regulators of endothelial cell functions in cardiometabolic diseases // Biochim Biophys Acta. – 2016. – V.1981(16). – P.30012-30009.
3 Xue Y., Wei Z., Ding H., Wang Q., Zhou Z., Zheng S., Zhang Y., Hou D., Liu Y., Zen K., Zhang C.Y., Li J., Wang D., Jiang X. MicroRNA-19b/221/222 induces endothelial cell dysfunction via suppression of PGC-1α in the progression of atherosclerosis // Atherosclerosis. – 2015. – V.241(2). – P.671-681.
4 Samanta S., Balasubramanian S., Rajasingh S., Patel U., Dhanasekaran A., Dawn B., Rajasingh J. MicroRNA: A new therapeutic strategy for cardiovascular diseases // Trends Cardiovas Med. – 2016. - V.26(5). – P.407-419.
5 Davis R.E., Brown K.D., Siebenlist U., Staudt L.M. Constitutive nuclear factor kappaB activity is required for survival of activated B cell-like diffuse large B cell lymphoma cells // J Exp Med. – 2001. – V.194(12). – P.1861—1874.
6 Sun S.C. The noncanonical NF-κB pathway // Immunological reviews. – 2012. – V.246 (1). – P.125–140.
7 Lee T.J., Jang J., Kang S., Jin M., Shin H., Kim D.W., Kim B.S. Enhancement of osteogenic and chondrogenic differentiation of human embryonic stem cells by mesodermal lineage induction with BMP-4 and FGF2 treatment // Biochemical and Biophysical Research Communications. – 2013. – V.430(2). – P.793–797.
8 Kishimoto T.K., Larson R.S., Corbi A.L., Dustin M.L., Staunton D.E., Springer T.A. The leukocyte integrins // Advanced Immunology. – 1989. – V.46. – P.149-182.
9 Пальцев М.А., Иванов А.А. Межклеточные взаимодействия // Медицина. – 1995. – С.224.
10 Wang Y., Sul H.S. Pref-1 Regulates Mesenchymal Cell Commitment and Differentiation through Sox9 // Cell Metabolism. – 2009. – V.9(3). – P.287–302.
11 Sugama S., Conti B. Interleukin-18 and stress // Brain research reviews. - 2008. - V.58 (1). - P.85–95.
12 Keilani S., Sugaya K. Reelin induces a radial glial phenotype in human neural progenitor cells by activation of Notch-1 // BMC Dev Biol. – 2008. –V.8(1). – P.69.
13 Bradley J.R. TNF-mediated inflammatory disease // J Pathol. – 2008. – V.214(2). – P.149–160.
14 Hall S.K., Perregaux D.G., Gabel C.A., Woodworth T., Durham L.K., Huizinga T.W., Breedveld F.C., Seymour A.B. Correlation of polymorphic variation in the promoter region of the interleukin-1 beta gene with secretion of interleukin-1 beta protein // Arthritis Rheum. – 2004. – V.50(6). – P.1976–1983.
15 Murphy J.M., Young I.G. IL-3, IL-5, and GM-CSF signaling: crystal structure of the human beta-common receptor // Vitam Horm. – 2006. – V.74. – P.1–30.
16 Alderton W.K., Cooper C.E., Knowles R.G. Nitric oxide synthases: structure, function and inhibition // Biochem J. – 2001. – V.357(3). – P.593–615.
17 Chistiakov D.A., Orekhov A.N., Bobryshev Y.V. MicroRNA regulation of macrophages in human pathologies // J Mol Cell Cardiol. – 2016. – V.94. – P.107-121.
18 Maimaiti A., Maimaiti A., Yang Y., Ma Y. MiR-106b exhibits an anti-angiogenic function by inhibiting STAT3 expression in endothelial cells // Lipids Health Dis. – 2016. – V.15. – P.51.
19 Reddy M.A., Das S., Zhuo C., Jin W., Wang M., Lanting L., Natarajan R. Regulation of Vascular Smooth Muscle Cell Dysfunction Under Diabetic Conditions by miR-504 // Arterioscl Throm Vas. – 2016. – V.36(5). – P.864-873.
20 Welten S.M., Goossens E.A., Quax P.H., Nossent A.Y. The multifactorial nature of microRNAs in vascular remodeling // Cardiovasc Res. – 2016. – V.110(1). – P.6-22.
21 Vacca M., Eusanio D.M., Cariello M., Graziano G., Amore S., Petridis F.D., Orazio A., Salvatore L., Tamburro A., Folesani G., Rutigliano D., Pellegrini F., Sabba C., Palasciano G., Bartolomeo D.R., Moschetta A. Integrative miRNA and whole-genome analyses of epicardial adipose tissue in patients with coronary atherosclerosis // Cardiovasc Res. – 2016. – V.109(2). – P.228-239.
22 Thum T., Mayr M. Review focus on the role of microRNA in cardiovascular biology and disease // Cardiovasc Res. – 2012. – V.93(4). – P.543-544.
23 Ouimet M., Ediriweera H.N., Gundra U.M., Sheedy F.J., Ramkhelawon B., Hutchison S.B., Rinehold K., Solingen C., Fullerton M.D., Cecchini K., Rayner K.J., Steinberg G.R., Zamore P.D., Fisher E.A., Loke P., Moore K.J. MicroRNA-33-dependent regulation of macrophage metabolism directs immune cell polarization in atherosclerosis // J Clin Invest. – 2015. – V.125(12). – P.4334-4348.
24 Daimiel-Ruiz L., Klett-Mingo M., Konstantinidou V., Mico V., Aranda J.F., Garcia B., Martínez-Botas J., Davalos A., Fernandez-Hernando C., Ordovas J.M. Dietary lipids modulate the expression of miR-107, a miRNA that regulates the circadian system // Mol Nutr Food Res. – 2015. – V.59(9). – P.1865-1878.
25 Ivashchenko A., Berillo O., Pyrkova A., Niyazova R., Atambayeva S. MiR-3960 binding sites with mRNA of human genes // Bioinformation. – 2014. – V.10(7). – P.423-427.
26 Ivashchenko A., Pyrkova A., Niyazova R. A method for clustering of miRNA sequences using fragmented programming // Bioinformation. – 2016. – V.12(1). – P.15-18.
References
1 Vasdev S, Gill V, Singal PK (2006) Beneficial effect of low ethanol intake on the cardiovascular system: possible biochemical mechanisms, Vascular Health Risk Management, 2(3):263–276. DOI: 10.2147/vhrm.2006.2.3.263
2 Araldi E, Suárez Y (2016) MicroRNAs as regulators of endothelial cell functions in cardiometabolic diseases, Biochim Biophys Acta, 1981(16):30012-30019. DOI: 10.1016/j.bbalip.2016.01.013
3 Xue Y, Wei Z, Ding H, Wang Q, Zhou Z, Zheng S, Zhang Y, Hou D, Liu Y, Zen K, Zhang CY, Li J, Wang D, Jiang X (2015) MicroRNA-19b/221/222 induces endothelial cell dysfunction via suppression of PGC-1α in the progression of atherosclerosis, Atherosclerosis, 241(2):671-681. DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2015.06.031
4 Samanta S, Balasubramanian S, Rajasingh S, Patel U, Dhanasekaran A, Dawn B, Rajasingh J (2016) MicroRNA: A new therapeutic strategy for cardiovascular diseases, Trends Cardiovas Med, 26(5):407-419. DOI: 10.1016/j.tcm.2016.02.004
5 Davis RE, Brown KD, Siebenlist U, Staudt LM (2001) Constitutive nuclear factor kappaB activity is required for survival of activated B cell-like diffuse large B cell lymphoma cells, J Exp Med, 194(12):1861—1874. DOI: 10.1084/jem.194.12.1861
6 Sun SC (2012) The noncanonical NF-κB pathway, Immunological reviews, 246(1):125–140. DOI: 10.1111/j.1600-065X.2011.01088.x
7 Lee TJ, Jang J, Kang S, Jin M, Shin H, Kim DW, Kim BS (2013) Enhancement of osteogenic and chondrogenic differentiation of human embryonic stem cells by mesodermal lineage induction with BMP-4 and FGF2 treatment, Biochemical and Biophysical Research Communications, 430(2):793–797. DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.11.067
8 Kishimoto TK, Larson RS, Corbi AL, Dustin ML, Staunton DE, Springer TA (1989) The leukocyte integrins, Advanced Immunology, 46-149. DOI: 10.1007/978-1-4757-9534-9_12
9 Paltsev MA, Ivanov AA (1995) Intercellular communications. Medicine [Mezhkletochnye vzaimodejstvija], 224 P. (In Russian)
10 Wang Y, Sul HS (2009) Pref-1 Regulates Mesenchymal Cell Commitment and Differentiation through Sox9, Cell Metabolism, 9(3):287–302. DOI: 10.1016/j.cmet.2009.01.013
11 Sugama S, Conti B (2008) Interleukin-18 and stress, Brain research reviews, 58 (1): 85–95. DOI:10.1016/j.brainresrev.2007.11.003e
12 Keilani S, Sugaya K (2008) Reelin induces a radial glial phenotype in human neural progenitor cells by activation of Notch-1, BMC Dev Biol, 8(1):69. DOI: 10.1186/1471-213X-8-69
13 Bradley JR (2008) TNF-mediated inflammatory disease, J Pathol, 214(2):149–160. DOI: 10.1002/path.2287
14 Hall SK, Perregaux DG, Gabel CA, Woodworth T, Durham LK, Huizinga TW, Breedveld FC, Seymour AB (2004) Correlation of polymorphic variation in the promoter region of the interleukin-1 beta gene with secretion of interleukin-1 beta protein, Arthritis Rheum, 50(6):1976–1983. DOI: 10.1002/art.20310
15 Murphy JM, Young IG (2006) IL-3, IL-5, and GM-CSF signaling: crystal structure of the human beta-common receptor, Vitam Horm, 74:1–30. DOI: 10.1016/S0083-6729(06)74001-8
16 Alderton WK, Cooper CE, Knowles RG (2001) Nitric oxide synthases: structure, function and inhibition, Biochem J, 357(3):593–615. DOI: 10.1042/bj3570593
17 Chistiakov DA, Orekhov AN, Bobryshev YV (2016) MicroRNA regulation of macrophages in human pathologies, J Mol Cell Cardiol, 94:107-121. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2016.03.015
18 Maimaiti A, Maimaiti A, Yang Y, Ma Y (2016) MiR-106b exhibits an anti-angiogenic function by inhibiting STAT3 expression in endothelial cells, Lipids Health Dis, 15:51. DOI: 10.1186/s12944-016-0216-5
19 Reddy MA, Das S, Zhuo C, Jin W, Wang M, Lanting L, Natarajan R (2016) Regulation of Vascular Smooth Muscle Cell Dysfunction Under Diabetic Conditions by miR-504, Arterioscl Throm Vas, 36(5):864-873. DOI: 10.1161/ATVBAHA.115.306770
20 Welten SM, Goossens EA, Quax PH, Nossent AY (2016) The multifactorial nature of microRNAs in vascular remodeling, Cardiovasc Res, 110(1):6-22. DOI: 10.1093/cvr/cvw039
21 Vacca M, Eusanio DM, Cariello M, Graziano G, Amore S, Petridis FD, Orazio A, Salvatore L, Tamburro A, Folesani G, Rutigliano D, Pellegrini F, Sabba C, Palasciano G, Bartolomeo DR, Moschetta A (2016) Integrative miRNA and whole-genome analyses of epicardial adipose tissue in patients with coronary atherosclerosis, Cardiovasc Res, 109(2):228-239. DOI: 10.1093/cvr/cvv266
22 Thum T, Mayr M (2012) Review focus on the role of microRNA in cardiovascular biology and disease, Cardiovasc Res, 93(4):543-544. DOI: 10.1093/cvr/cvs085
23 Ouimet M, Ediriweera HN, Gundra UM, Sheedy FJ, Ramkhelawon B, Hutchison SB, Rinehold K, Solingen C, Fullerton MD, Cecchini K, Rayner KJ, Steinberg GR, Zamore PD, Fisher EA, Loke P, Moore KJ (2015) MicroRNA-33-dependent regulation of macrophage metabolism directs immune cell polarization in atherosclerosis, J Clin Invest, 125(12):4334-4348. DOI: 10.1172/JCI81676
24 Daimiel-Ruiz L, Klett-Mingo M, Konstantinidou V, Mico V, Aranda JF, Garcia B, Martínez-Botas J, Davalos A, Fernandez-Hernando C, Ordovas JM (2015) Dietary lipids modulate the expression of miR-107, a miRNA that regulates the circadian system, Mol Nutr Food Res, 59(9):1865-1878. DOI: 10.1002/mnfr.201570094
25 Ivashchenko A, Berillo O, Pyrkova A, Niyazova R, Atambayeva S (2014) MiR-3960 binding sites with mRNA of human genes, Bioinformation, 10(7):423-427. DOI: .6026/97320630010423
26 Ivashchenko A, Pyrkova A, Niyazova R (2016) A method for clustering of miRNA sequences using fragmented programming, Bioinformation, 12(1):15-18. DOI: 10.6026/97320630012015

Загрузки

Опубликован

2017-12-31

Выпуск

Раздел

МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ И ГЕНЕТИКА

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>