Interaksjoner mellom lange ikke-kodende RNA-er og mikroRNA-er påvirker sykdomsfenotype ved diabetes og diabetisk nyresykdom
Mar 12, 2022
Abstrakt:Storskala RNA-sekvensering og genomomfattende profileringsdata avslørte identifiseringen av en heterogen gruppe av ikke-kodende RNA-er, kjent som lange ikke-kodende RNA-er (lncRNA). Disse lincRNA-ene spiller sentrale roller i helse- og sykdomsprosesser ved diabetes og kreft. Den kritiske assosiasjonen mellom avvikende uttrykk for lncRNA ved diabetes og diabetikerenyresykdomhar blitt rapportert. LncRNA-er regulerer forskjellige mål og kan fungere som svamper for regulatoriske mikroRNA-er, som påvirker sykdomsfenotypen inyrer.Viktigere er at lncRNA og mikroRNA kan regulere toveis- eller krysstalemekanismer, som må undersøkes videre. Disse studiene gir den nye muligheten for at lncRNA kan brukes som potensielle terapeutiske mål for diabetes og diabetikerenyresykdommer. Her diskuterer vi funksjonene og mekanismene for handlinger til lncRNA, og deres krysstaleinteraksjoner med mikroRNA, som gir innsikt og løfter som terapeutiske mål, og understreker deres rolle i patogenesen av diabetes og diabetikere.nyresykdom.
Nøkkelord:lange ikke-kodende RNA; mikroRNA i nyrene; nyrefibrose; EMT; EndMT; sukkersyke; diabetisk nyresykdom; nyre
CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE/NYRESYKDOM
Langt ikke-kodende RNA (lncRNA)Lange ikke-kodende RNA-er (LncRNA-er) står for hovedklassen av ikke-kodende RNA-er i genomet og er lineære transkripsjoner lengre enn 200 nukleotidsekvenser som deler lignende egenskapermed mRNA [1]. De fleste LncRNA-er er transkribert av RNA-polymerase II og har avdekning ved de 50 endene og spleising og den polyadenylerte halen i de 30 endene. LncRNA har definerte promoterregioner [1]. Sammenlignet med mRNA har imidlertid ikke lncRNA åpne leserammer (ORF) og har mindre eksoner (lncRNA inneholder rundt 2,8 eksoner mens mRNA inneholder 11 eksoner). LncRNA-er kan transkriberes som et helt eller delvis naturlig antisense-transkript (NAT) til kodende gener, eller lokalisert mellom gener eller i introner [1]. Noen lncRNA stammer fra pseudogener [2]. LncRNA kan deles inn i flere undertyper i henhold til deres posisjon (som antisense, intergenisk, overlappende, intronisk, toveis og forsenket) og transkripsjonell retning i forhold til andre gener [3,4].
Synteseprosedyre og plasseringGenekspresjonsprofilering og in situ hybridiseringsstudier har vist at ekspresjonen av lncRNA kan være vevs- og cellespesifikk, og kan variere romlig, tidsmessig eller som respons på stimuli [5]. Mange lncRNA-er er utelukkende lokalisert i kjernen, men noen er cytoplasmatiske eller er lokalisert i både kjerne og cytoplasma. LncRNA er kritiske regulatorer av genuttrykk og har funksjoner i et bredt spekter av cellulære og utviklingsprosesser [5]. LncRNA fungerer gjennom både hemming og aktivering av gener [6]. LncRNA-er er klassifisert i fire grupper basert på deres plassering i genomet: (1) de intergene lncRNA-ene, (2) sense- eller antisense-lncRNA-ene, (3) de introniske lncRNA-ene og (4) de behandlede transkripsjonene; disse lncRNA-ene ligger i en gen-loci som ikke har noen ORF [6,7]. Basert på deres funksjoner har lncRNA blitt karakterisert som et signal, lokkemiddel, stillas, guide, enhancer RNA og korte peptider [8,9]. Signal lncRNA fungerer som et molekylært signal som regulerer transkripsjonsprosesser [10]. Decoy lncRNA virker ved å redusere tilgjengeligheten av nøkkelmolekyler som er involvert i genregulering. Disse lncRNA-ene endrer transkripsjonsnivået ved å sekvestrere regulatoriske faktorer og mikroRNA-er, og minimerer dermed ekspresjonsnivået deres [11]. Stillasklassen av lncRNA gir strukturell støtte for komplekse proteiner [12] og transkripsjonell aktivering eller undertrykkelse gis avhengig av typene regulatoriske proteiner og RNA som eksisterer [13]. Guide lncRNA-er samhandler med ribonukleoproteinkomplekser og påvirker gentranskripsjonsnivået [14].
LNC-er i diabetisk nyresykdomTilgjengelig bevis har indikert de viktige rollene til lncRNA i patofysiologien til diabetikerenyresykdom(DKD), og krysstale mellom lncRNA og DKD ble rapportert de siste årene [15–19]. Endrede ekspresjonsnivåer av lncRNA spiller nøkkelroller i utviklingen av proteinuri og assosiert diabetisk nefropati (DN) [15,20]. LncRNA er involvert i progresjonen avnyresykdomgjennom regulering av mange viktige faktorer, som patologiske prosesser i mesangiale celler, podocytter, reaktive oksidative arter, epitel-til-mesenkymal overgang (EMT), endotel-til-mesenkymal overgang (EndMT) og handlinger på mikroRNA [21–23] .
Flere lncRNA deltar i reguleringen avnyresykdom(Tabell 1). For eksempel deltar plasmacytomvarianttranslokasjon (PVT1) i utviklingen av DN ved å regulere ECM-akkumulering. PVTI er det første ikke-kodende RNA rapportert å være assosiert mednyresykdom, som er sterkt uttrykt i menneskernyremesangiale celler under forhold med høyt glukose og fremmer signifikant ekspresjonen av fibronektinprotein, type IV kollagen, TGF- 1 og type I plasminogenaktivatorhemmer [20,24,25]. Metastase-assosiert lungeadenokarsinom transkript 1 (MALAT1) er avvikende oppregulert i tidlig DN [26–28]. MALAT1 initierer betennelse og oksidativt stress; disse patogene banene regulerer glukosestimulert induksjon av de proinflammatoriske cytokinene IL-6 og TNF- ved å aktivere serumamyloidantigen 3. Disse endringene endrer endotelcellestabiliteten i DN [20,29]. Gm4419 er lokalisert i kromosom 12 og er en regulator av nukleær faktor-kappa lettkjedeforsterker av aktiverte B-celler (NF-κB), som er en avgjørende inflammatorisk faktor for DN [20,30]. Gm4419 interagerer med p50 og induserer NF-KB/NLRP3-inflammasomsignaltransduksjonsveien i mesangiale celler, som er assosiert med betennelse, fibrose og proliferasjon ved høye glukoseforhold [30]. NR_033515 er betydelig oppregulert i serumet til DN-pasienter [31]. Overekspresjon av NR_033515 fremmer mesangial celleproliferasjon og hemmer apoptose [31]. NR_033515 har vist seg å oppregulere genekspresjonsnivåene til proliferasjonsrelaterte gener, fibroseassosierte gener og EMT-markører ved å målrette mot miR-743b-5p [31].Nyre-spesifikk sletting av Erbb4-IR har vist seg å gi beskyttende effekter mot DN-komplikasjoner [32]. Erbb4-IR hemmer uttrykksnivået til reno-beskyttende miR-29b. Derfor ble nivået av fibrose forsterket av Erbb4-IR i diabetikernyrer[32]. Antisense mitokondrielt ikke-kodende RNA-2 (ASncmtRNA-2) er et mitokondrielt lncRNA [33]. ASncmtRNA-2 er oppregulert i aldring og senescens i endotelceller [33]. ASncmtRNA-2 induserer oksidativt stress og forårsaker tubulær skade gjennom (i) akselerert lipidperoksidasjon og proteinkryssbinding, (ii) skade på DNA, og (iii) fremme inflammatoriske veier, slik som NF-kB og transformerende vekstfaktor{{ 8}} (TGF 1) [33]. Lnc-MGC reguleres av en ER-stressrelatert transkripsjonsfaktor, CHOP (C/EBP homologt protein), og av TGF 1-avhengige og uavhengige mekanismer [34]. ER-stress øker hos pasienter med progressiv DN [34]. Nukleært beriket rikelig transkripsjon-1 (NEAT1) er sterkt uttrykt under høye glukoseforhold og interagerer med AKT/mTOR-veier [35,36]. NEAT1-hemming fører til undertrykkelse av nivåer av TGF 1, FN og COL4A1 i DN [36]. NEAT1 fremmer høyglukosestimulert mesangial cellehypertrofi ved å målrette mot miR- 222-3p/CDKN1B-aksen [37]. På samme måte er lncRNA ERBB4-IR involvert i utviklingen av nyrefibrose ved diabetes, og demping av den i diabetiske mus beskytter mot albuminuri og fibrogene prosesser [32,38].
CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE/NYRE DIALYSEN
Motsatt blir uttrykket av CYP4B1-PS1-001, som oppregulerer nukleolinproteinnivået, undertrykt under forhold med høyt glukose [39,40]. CYP4B1-PS1-001-overuttrykk undertrykker nivåene av FN, COL4A1 og spredningsmarkører hos diabetiske mus [40]. Et annet eksempel på et reno-beskyttende lncRNA er lncRNA ENSMUST00000147869, som retter seg mot ECM-produksjon inyrerav diabetiske mus [41]. ENSMUST00000147869 påvirker ECM-syntese og reduserer dramatisk nivåene av fibronektin og kollagen IV i mesangiale celler under høye glukoseforhold [41], selv om den nøyaktige rollen til dette lncRNA er ukjent. TUG1 fungerer som en undertrykker av miR-377. miR-377 retter seg direkte mot 30UTR til PGC-1 og fibrosemarkører. Derfor oppregulerer TUG1 nivået av PGC-1 og lindrer ECM-produksjon og nedregulerer ekspresjonsnivåene av proinflammatoriske cytokiner i høyglukosestimulerte mesangiale celler [42]. Myokardinfarkt-assosiert transkript (MIAT), også kjent som retinal ikke-kodende RNA 2 (RNCR2), har vært kjent for å assosieres med hjerteinfarkt [35]. MIAT regulerer cellelevedyktighet gjennom å stabilisere kjernefaktor erytroid 2-relatert faktor 2 (NRF2) uttrykk inyretubuli [20]. NRF2 beskytter patologisk og funksjoneltnyrermot diabetisk skade [43]. Interessant nok kan uttrykket av Nrf2 forbedres ved MIAT-overuttrykk i glukosebehandlederenal tubulære epitelcellelinjer [44]. Kreftfølsomhetskandidat 2 (CASC2) har kritiske funksjoner i tumorgenese [45]. Nedregulert uttrykk av CASC2 er observert i serum ognyrevev hos diabetikerenyrerog er prediktiv for diabetiske komplikasjoner [46]. Lave plasmanivåer av CASC2 er assosiert med høyere risiko fornyresvikthos DN-pasienter [47,48]. Et annet lncRNA, 1700020I14Rik, som er lokalisert i kromosom 2 (Chr2: 119594296–119600744), fungerer som et endogent RNA og regulerer ekspresjonsnivåene til mikroRNA ved diabetes [20,49]. Overekspresjon av 1700020I14Rik undertrykker uttrykksnivået til miR-34a-5p av Sirt1/HIF-1 signalvei og akselererer fibrose i mesangiale celler [49]. CYP4B1-PS1-001 er nedregulert i tidlig DN [40]. Dens overekspresjon hemmer fibrose av mesangiale celler ved å samhandle med nukleolin [40]. Gm15645 er nedregulert i DN og høyglukosestimulerte, dyrkede podocytter [50]. Mekanismen til Gm15645 er i motsetning til den til Gm5524, som påvirker podocyttcelledød og autofagiregulering i DN [50]. LINC01619 regulerer miR-27a/FoxO1 (gaffelboksprotein O1) og ER-stressassosiert podocyttcelleskade ved diabetes [51]. Nedregulerte ekspresjonsnivåer av LINC01619 er assosiert med proteinuri og fall inyrefunksjonhos DN-pasienter; målretting mot LINC01619 er derfor et av de potensielle terapeutiske alternativene for behandling av DN [51]. Figur 1 viser lncRNAs involvering i å påvirke EMT, EndMT og glomerulær skade ved diabetisk nefropati.
LncRNAs involvering i reguleringen av EMTEMT involverer en rekke prosesser der epitelceller mister sine epitelegenskaper og får egenskapene til mesenkymale celler [52–57]. Figur 1 viser involveringen av lncRNA i reguleringen av EMT, EndMT og mesenkymale celler. Epitelceller er normalt tett knyttet til nabocellene. I motsetning til dette danner ikke mesenkymale celler intercellulære adhesjonskomplekser [58]. Mesenkymale celler er langstrakte i form og viser ende-til-ende polaritet og fokale adhesjoner, noe som tillater økt migrasjonskapasitet [58]. Hovedfunksjonen til fibroblaster, som er prototypiske mesenkymale celler som finnes i flere vev, er å opprettholde strukturell integritet ved å utskille ekstracellulær matrise (ECM). Fibroblastspesifikt protein 1 (FSP-1), alfa-glattmuskelaktin (SMA), vimentin, fibronektin og kollagen I er markørene som karakteriserer mesenkymale produkter hos diabetikerenyrer[58–60]. Betennelse resulterer i rekruttering av flere typer celler som er involvert i induksjonen av EMT-prosesser. Forhøyede nivåer av TGF 1, blodplateavledet vekstfaktor (PDGF), epidermal vekstfaktor (EGF) og fibroblastvekstfaktor -2 (FGF-2) bidrar til EMT-prosesser [59–61]. MALAT1, NR_033515, Erbb4-IR, GAS5 og CJ241444 er involvert i tubulær skade og bidrar til EMT-prosesser, mens MIAT og LncRIAN har vist tubulær beskyttende aktivitet og kan ha regulert EMT-prosesser hos diabetikerenyrer(Figur 1).
LncRNAs involvering i reguleringen av EndMTEndotelceller danner fibroblaster ved å gjennomgå en overgang, referert til som EndMT [57, 58,62–65]. EndMT er preget av tap av endotelcellefenotyper og gevinsten av mesenkymale proteiner [58,62,64–67]. og deltar i fibrogene prosesser inyrerog hos diabetikerenyrer,kan endre fysiologien og funksjonen til andre naboceller [58,62,65,68]. Patologiske stimuli som betennelse, diabetes og aldring påvirker EndMT-hendelser inyrer[69]. Endotelial SIRT3, den nukleære reseptoren glukokortikoidreseptor (GR) og celleoverflaten FGFR1 er kritiske regulatorer av TGF-signalering og EndMT hos diabetikerenyrer[70–73]. Denyres av diabetiske mus viste både progressiv glomerulær sklerose og tubulointerstitiell fibrose, som var assosiert med omtrent 40 prosent av alle FSP-1-positive celler og 50 prosent av SMA-positive stromaceller var CD31-positive [74] . Tilsvarende inyrerav COL4A3 knockout-mus var 45 prosent av alle SMA-positive fibroblaster og 60 prosent av alle FSP-1-positive fibroblaster CD31-positive, noe som tyder på at disse fibroblastene er av endotel opprinnelse og at EndMT kan bidra kritisk til utvikling og progresjon av nyrefibrose [74]. Under prosessen med EndMT fører biokjemiske endringer til redusert ekspresjon av endotelmarkører og økningen av mesenkymale markører som FSP-1, SMA, glatt muskel 22-alfa (SM22), N-cadherin, fibronektin , vimentin, type I og III kollagen, nestin, differensieringskluster, 73 (CD73), matrisemetalloproteinase-2 (MMP-2) og matrisemetalloproteinase-9 (MMP- 9 ) [58,75,76]. MALAT1, Erbb4-IR og ASncmtRNA2 forårsaker endotelcelleskade og kan involvere EndMT-assosiert nyrefibrose (figur 1). LncRNA H19 er assosiert mednyrefibrose ved å aktivere EndMT-prosessene ved diabetes (Figur 1).
CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE-/NYREINFEKSJON
LNCs Interaksjon med mikroRNA MiRNA og lncRNA-interaksjon er en av mekanismene for regulering av genuttrykk [77]. Denne flernivåreguleringen er involvert i nesten alle de fysiologiske og cellulære prosessene på transkripsjonelle, post-transkripsjonelle og post-translasjonelle nivåer [77,78]. I noen studier har det blitt rapportert at miRNA utløser lncRNA-forfall [77]. Tvert imot genererer lncRNA-er miRNA-er, fungerer som miRNA-svamper og miRNA-lokkeduer og konkurrerer med miRNA om binding til mRNA [77]. LncRNA-gener kan inneholde mikroRNA-er, og disse mikroRNA-ene kan frigjøres ved post-transkripsjonell prosessering. For eksempel fungerer lncRNA PVT1 som en vert for miR-1207-5p og har blitt implisert i DN [79]. mikroRNA er ofte tilstede i klynger, etter å ha blitt lokalisert til PVT1-lokuset, og er oppregulert av høy-glukose og påvirker ekstracellulær matriseakkumulering [80]. miRNA-klynger i lncRNA-er kan bli veldig store, som demonstrert av en mega-klynge på mer enn 40 miRNA-er i lnc-MGC [34]. Denne klyngen induseres i diabetiske glomeruli gjennom endoplasmatisk retikulumstresssignalering, som også reagerer på høy glukose og TGF-aktivering [34].
Interaksjonene mellom mikroRNA og lncRNA er viktige for å studere nøkkeltrinnene i DN-progresjon. DN-mus viser interaksjoner mellom lncRNA CJ241444-miR-192 som induserer TGF 1/Smad3-signalering [81] og lncRNA Erbb4- IR-miR-129b aktiverer kollagengener og ECM gener og dermednyreskade[82]. Disse lncRNA-ene kan fungere som miRNA-svamper [32,81]. På samme måte deltar lncRNA PVT-1 i ECM-akkumulering via handlingene til dets avledede miRNA, miR-1207-5p og miR-1207-3p [25]. Under høye glukoseforhold forårsaker høyere ekspresjon av både PVT-1 og dets miRNA en økning av TGF 1/Smad3-signalering og ECM-akkumulering [25]. Tilsvarende er miR-379-klynger som er regulert av ER-stress i DN og lncMGC også vert i denne samme klyngen [34]. LncMGC regulerer uttrykket av miR-379-klyngene, og oppreguleringen av miR-379-klyngene induserer ECM-akkumulering og nyrehypertrofi [34]. Dermed kan antagonisme av lncMGC-uttrykk brukes som et potensielt terapeutisk middel for DN for å redusere effekten av miR-379-klyngen, etter ER-stress [34]. I tillegg til det er lncRNA NEAT1-antagonisme også en potensiell terapi, siden NEAT1-antagonisme fører til undertrykkelse av ECM-avsetning via reduksjon av ASK1, FN og TGF 1 produksjon [83]. Denne NEAT1-assosierte ECM-undertrykkelsen skyldes dens interaksjon med miR-27b-3p, og målet, TGF og Zeb1 [83]. Administrering av det antiapoptotiske lncRNA, TUG-1, undertrykker miR-377-ekspresjon og dets målgen PPAR og forhindrer dermed ECM-akkumulering i DN-mus [42]. Derfor kan behandling for å øke TUG-1-uttrykket være fordelaktig for å behandle DN-fenotypen og gjenopprettenyrestruktur, selv om ytterligere studier er nødvendig for å forstå potensialet [42]. Disse funnene vil tillate utviklingen av en forståelse av interaksjonene mellom lncRNA-er og deres mål-miRNA-er, noe som kan være nyttig for terapeutisk målseleksjon for å forhindre ECM-avsetning og for håndtering av DN-progresjon. Figur 2 viser LncRNAs og microRNAs interaksjoner i reguleringen av diabetisk nefropati
LNC-er i regelverket for antififibrotiske mikroRNA-krysstaleTGF undertrykker antifibrotiske miRNA-er som miR-29-klynger og miR-let-7-klynger [84]. Undertrykkelse av slik TGF 1-regulert krysstale av miRNA ble rapportert hos type I diabetikere som hadde høyere forekomst av ESRD-progresjon [85]. Dataene fra laboratoriet vårt viser at klynger av miR-29-familien og miR-let-7-familien viste en beskyttende effekt mot endotel-til-mesenkymal overgang (EndMT) og demonstrerer toveis regulering under fysiologiske forhold [ 86–89]. Denne toveisreguleringen er avgjørende for endotelcellehomeostase og beskytter mot EndMT hos diabetikerenyrer[76]. Målretting mot EndMT er et av de potensielle terapeutiske alternativene for behandling av diabetikerenyrefibrose [56,58]. miR-29-klynger viser negativ, toveis regulering med TGF-reseptorer [76]. miRNA regulerer genuttrykk av hverandre direkte eller indirekte. Dette crosstalk-fenomenet er knyttet til opprettholdelsen av antifibrotisk aktivitet inyreog dens forstyrrelse resulterer i akselerert nyrefibrose [76]. Intervensjoner som forhindrer forstyrrelse av denne krysstalen er gunstige for å beskytte motnyresykdommer[56,86]. DPP-4-hemming viser undertrykkelse i TGF-signal-drevet EndMT hos diabetikerenyrerved å heve miR-29-klynger [67,88]. miR-29-klynger retter seg mot det profibrotiske molekylet DPP-4, og dets hemming hever miR-29-nivået; derfor er DPP-4-hemmere potensielle ledere for behandling av diabetisk nefropati [88].
MiR-let-7 hemmer TGF-reseptor 1 [90], og TGF-smad3-signalering har blitt demonstrert som en hemmende vei for miR-29-genekspresjon [84,88,91,92]; derfor, som forventet, induserer miR-let-7 uttrykket av miR-29 i endotelceller. En alternativ mekanisme for miR-29-linked-miR-let-7 uttrykk ble forklart av interferon-gamma (IFN)-FGFR1-aksen. miR-29 retter seg mot IFN- [93] og dessuten hemmer IFN- FGFR1. FGFR1 spiller en avgjørende rolle i uttrykket av miR-let-7 familieklynger [90]. Nedregulering av miR-29-klynger forårsaker en økning i IFN-nivåer, som deretter fraråder FGFR1 og FGFR1-assosiert uttrykk for miR-let-7-klynger. Denne undertrykkelsen av miR-let-7-uttrykk forårsaker aktivering av TGF R1-proteinuttrykk. Å utløse TGF-/smad3-signalering hemmer i sin tur uttrykket av miR-29-familieklynger [88]. AcSDKP er et nøkkelpeptid som er delvis syntetisert i de distale tubulære områdene fra den enzymatiske virkningen av polyoligopeptidase på tymosin 4 og brytes ned av angiotensin-konverterende enzym. Derfor har angiotensin-konverterende enzymhemmere vist seg å øke nivået av AcSDKP i plasmaet til mus og diabetikere [86,89]. Flere studier har blitt analysert for nyrebeskyttende evner til AcSDKP og ACE-hemmere kan utføre antifibrotiske aktiviteter ved delvis å heve AcSDKP-nivåer [70,89,94]. Viktigst av alt er AcSDKP et sentralt endogent peptid som gjenoppretternyrestrukturerer og undertrykker nyrefibrose ved å motvirke DPP-4-assosiert EndMT gjennom å øke mimicroRNA-krysstalereguleringene mellom miR-29 og miR-let-7 [86]. Hemming av ACE øker dessuten nivået av AcSDKP og forårsaker oppregulering av antifibrotiske mikroRNA og gjenoppretter antifibrotisk krysstale i dyrkede endotelceller, mens angiotensinreseptorblokkere har minimal effekt [76,86,89]. Disse hendelsene kontrollerer krysstaleregulering mellom miR-29 og miR-let-7 i fibrotiske nyrer til diabetiske mus [86]. AcSDKP opprettholdernyrehomeostase delvis ved å heve toveisreguleringen mellom miR-29s og miR-let-7s [76,86].
Lnc-H19-ekspresjon er oppregulert i TGF 2-induserte endotelceller og i fifibiotiskenyrerav diabetiske mus [22]. H19-undertrykkelse reduserer EndMT ognyrefibrose [22]. Det oppregulerte H19-uttrykket i diabetiske nyrer er assosiert med nedregulerte nivåer av miR-29a [22]. H19 og miR-29 assosiasjon bidrar til et regulatorisk nettverk involvert i EndMT [22]. Lignende H19-reguleringsmekanismer har tidligere blitt rapportert, slik som H19/miR675-veien, som hemmer cellevekst og Igf1r-ekspresjon [95]; H19/Let-7-mediert hemming av HMGA2-mediert epitel-til-mesenkymal overgang [96] og H19/miR-675-aksen hemmer prostatakreftmetastaser via TGF 1 [97]. Xie et al. (2016) fant også at H19-interaksjon med miR17 bidro til et regulatorisk nettverk involvert i nyrefibrose [98]. H19 fungerer som et konkurrerende endogent RNA. Det regulatoriske nettverket integrerer det transkripsjonelle og post-transkripsjonelle regulatoriske nettverket av EndMT og nyrefibrose [22]. Interessant nok endret hemming av H19 bare miR-29a-nivåene, ikke miR-29b eller miR-29-c, og undertrykte TGF-/Smad-signalering for å regulere EndMT og nyrefibrose ved diabetes [22].
LncRNA-miRNA-basert behandling for DKD, fremtidige retninger og perspektiverMange ikke-kodende RNA-er (miRNA-er, lncRNA-er og circRNA-er) regulerer uttrykket av kritiske gener involvert i DN-fenotyper. Disse ikke-kodende RNA-ene (nc-RNA-er) er stabile i biologiske væsker og kan tilby potensielle biomarkører i et mangfold av sykdommer. Ikke-kodende RNA-er er involvert i sykdomsprosessene hypertrofi, ECM-syntese, apoptose og nyrefibrose. Dessuten har en del forskning avansert for å syntetisere ncRNA-baserte behandlinger, med noen få av disse ncRNA-ene allerede i den kliniske prøvefasen. Derfor vil disse ncRNA-baserte terapiene være en alternativ tilnærming for behandling av DN [99]
MiRNA-baserte terapier kan brukes som en alternativ terapi for behandling av flere sykdommer, inkludert diabetisk nefropati. Bruken av kunstig syntetiserte oligonukleotider til etterligninger (miRNA-mimikere) eller knockdown-mikroRNA-er (antagomiRs) har utviklet seg [99 100]. I denne serien ble låst nukleinsyre (LNA)-hemmer utviklet for å undertrykke et spesifikt miRNA-uttrykk eller -virkning [99 100]. Dramatisk forbedrer LNA-miR-192-behandling DN-fenotypen og kan dermed brukes som en potensiell DN-terapi [101]. Annet arbeid har vist at subkutan injeksjon av anti-miR-21 undertrykte fibrosenivået hos kroniskenyresykdommus [102]. miR-29-familien forbedrer nyrestrukturen betydelig og fibrose er DN-mus [103], og dermed kan anti-miR-29-basert terapi potensielt brukes som et alternativt alternativ for DN-behandling. miRNA-basert behandling har tatt fart det siste tiåret. Problemet ligger imidlertid i leveringsmetodene. miRNA regulerer flere mål samtidig; dermed kan de påvirke andre veier. Derfor bytter forskning i miRNA-baserte terapier nå til å fokusere på leveringsmetoder og effektivitet og sikkerhet for å målrette en spesifikk rute og vevslokalisering [104–106].
Dessuten bør størrelsen på det terapeutiske molekylet være liten nok til å krysse endotelet til organet eller stedet av interesse og bør ikke filtreres ut avnyre[107]. Interessant nok er dette filtreringsproblemet en fordel for miRNA-basert behandling, siden epitelcellene reabsorberer de terapeutiske midlene fra ultrafiltratet, og dermed reduserer tapet [107,108]. Derfor antas det at miRNA-baserte behandlinger trygt kan brukes for DN-personer, selv om avansert arbeid eller store kliniske studier fortsatt er nødvendig. Flere miRNA-baserte behandlinger har avansert til kliniske studier, men ingen for behandling av DN. Miravirsen (LNA-basert miR-122-hemmer) har allerede gått inn i fase II kliniske studier for å behandle HCV-infeksjon hos pasienter [109]. Mange miRNA-baserte terapier er for tiden under utvikling for flere andre sykdommer; derfor er bruk av miRNA-basert behandling for DN et nytt håp. Et annet mulig behandlingsalternativ er lncRNAs-mediert behandling for DN. Det er relativt gunstig å målrette lncRNA-uttrykket sammenlignet med miRNA, på grunn av dets funksjonelle rolle i transkripsjonskontroll, vevsspesifikk uttrykk og sykdomsspesifikke endringer. LncRNA er hovedsakelig tilstede i kjernen; syntetiske antisense-oligonukleotider (ASOs) er mye foreslått å dempe lncRNA-ekspresjonen i kjernen ved å starte RNase H-avhengig nedbrytning [110,111]. Utformingen av ASO-er er veldig viktig da den skal binde seg til det LncRNA-spesifikke stedet og målrette mot et enkelt lncRNA. Videre er den virkelige utfordringen å behandle med ASO in vivo. I likhet med miRNA-baserte behandlinger, ligger problemene innenfor leveringseffektiviteten og effektiviteten.
CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE-/NYRESMERTER
Et annet problem relatert til lncRNA-baserte terapier er den heterogene naturen og ukonserverte intronsekvensen til lncRNA-er [1,112]. Ytterligere studier er nødvendig for å identifisere små molekyler som induserer ekspresjonen av nyrebeskyttende ikke-kodende RNA. Det er behov for å søke etter forbindelser som induserer ekspresjonen av antifibrotiske ikke-kodende RNA-er i diabetiske nyrer, slik som flavonoider, chalkoner, polyhydrokinoliner, propiofenonderivater, deoksyandrografolider, 2-metoksy-østradiol og tiazolidin- 4- en derivater; disse syntetiske eller plantebaserte forbindelsene har vist beskyttende effekter i musemodeller av diabetes mellitus [113–125], og kan testes videre og brukes i håndteringen av DN. ncRNA spiller avgjørende roller i patogenesen av type II DM og diabetiske komplikasjoner; til tross for deres begrensninger, bør vevsspesifikke mikroRNA-uttrykk studeres videre [56,126,127]. Fysiologisk dysfunksjon, metabolske endringer, stress og inflammasjon er observert før senere funksjoner som proteinuri, som er en viktig bidragsyter til utviklingen av DKD [20]. Proteinuri bestemmer kardiorenale utfall hos pasienter med DKD [128–130]. Høyere proteinuri fører til tubulær skade og er assosiert med nyrebetennelse og interstitiell fibrose ved diabetes [129–131]. Minutolo et al. studerte den avgjørende rollen til proteinuri hos pasienter som har kroniske diabetikerenyresykdom(DM-CKD), og diskuterte ny informasjon om kardio-renal prognose hos DM-CKD-pasienter [128]. I fravær av proteinuri hadde ikke DM-CKD-pasienter økt kardiorenal risiko sammenlignet med ikke-diabetiske CKD-pasienter [128]. Hos CKD-pasienter med proteinuri var imidlertid risikoen for nyresykdom i sluttstadiet hovedsakelig på grunn av proteinurinivået uavhengig av diabetes [20,132]. De fysiologiske og cellulære rollene til endrede sett med mikroRNA og lncRNA er relevante for å studere proteinuri og assosiert DN. I tillegg kan lncRNA som GAS5 og GM6135, som er oppregulert under nyrebetennelse, adresseres av en Lnc-hemmer [133,134]. Tilsvarende øker forskning på sirkulære RNA-er og deres rolle i helsen og sykdommen til diabetiske nyrer også. circRNA_15698, circLRP6, circACTR2, circHIPK3 og circ_0000491 er assosiert med nyrebetennelse og fibrose, mens circRNA_010383 er renobeskyttende [135–140]. Derfor en bedre forståelse av rollen til disse regulatoriske sirkulære RNA-ene i fysiologien til forskjelligenyrecelletyper er nødvendig. Tabell 1 viser listen over lncRNA og sirkulære RNA og deres mål inyresykdom.Rollen til lncRNA bør analyseres i prekliniske omgivelser før de utnytter deres terapeutiske potensial i behandlingen av diabetisk nefropati. Derfor er omfattende forskning som viser rollen til miRNAs og LncRNAs interaksjon nødvendig for å validere muligheten for å bruke disse miRNAs/lncRNAs-baserte behandlingene i proteinuri og assosiert DN.
Konklusjoner miRNA- og lncRNA-interaksjoner påvirker DKD-progresjon ved å målrette mot gener relatert til fibrogenese, ER-stress, betennelse, oksidativt stress og metabolsk dysfunksjon [8,49,110]. Identifisering av veier som regulerer tidlig stadium (fysiologisk dysfunksjon, metabolsk endring, ER-stress og betennelse) og sen-stadium (proteinuri) funksjoner er av sentral betydning i studier av DN-patogenese. miRNAs og LncRNAs interaksjoner åpner et bredt område for grunnforskning og for utvikling av nye terapeutiske alternativer mot diabetiske komplikasjoner inkludert DKD.
