Взаимодействия между дълги некодиращи РНК и микроРНК влияят върху фенотипа на заболяването при диабет и диабетно бъбречно заболяване
Mar 12, 2022
Резюме:Мащабното секвениране на РНК и данните за профилиране на целия геном разкриват идентифицирането на хетерогенна група от некодиращи РНК, известни като дълги некодиращи РНК (lncRNA). Тези lincRNA играят централна роля в здравните и болестните процеси при диабет и рак. Критичната връзка между аберантната експресия на lncRNA при диабет и диабетзаболяване на бъбрецитедокладвано е. LncRNA регулират различни цели и могат да функционират като гъби за регулаторни микроРНК, които влияят върху фенотипа на заболяването вбъбреци.Важно е, че lncRNAs и microRNAs могат да регулират двупосочни или кръстосани механизми, които трябва да бъдат допълнително изследвани. Тези проучвания предлагат новата възможност lncRNA да се използват като потенциални терапевтични мишени за диабет и диабет.бъбречни заболявания. Тук обсъждаме функциите и механизмите на действие на lncRNA и техните кръстосани взаимодействия с микроРНК, които предоставят представа и обещават като терапевтични цели, подчертавайки тяхната роля в патогенезата на диабета и диабета.заболяване на бъбреците.
Ключови думи:дълги некодиращи РНК; микроРНК в бъбреците; фиброза на бъбреците; EMT; EndMT; захарен диабет; диабетно бъбречно заболяване; бъбречна
CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНО/БЪБРЕЧНО ЗАБОЛЯВАНЕ
Дълга некодираща РНК (lncRNA)Дългите некодиращи РНК (LncRNA) представляват основния клас некодиращи РНК в генома и са линейни транскрипти, по-дълги от 200 нуклеотидни последователности, които споделят подобни характеристикис иРНК [1]. Повечето LncRNA се транскрибират от РНК полимераза II и имат ограничение в 50 края и сплайсинг и полиаденилирана опашка в 30 края. LncRNA имат дефинирани промоторни региони [1]. Въпреки това, в сравнение с иРНК, lncRNA нямат отворени рамки за четене (ORF) и имат по-малко екзони (lncRNA съдържат около 2,8 екзона, докато mRNA съдържа 11 екзона). LncRNA могат да бъдат транскрибирани като цял или частичен естествен антисенс транскрипт (NAT) към кодиращи гени или разположени между гени или в интрони [1]. Някои lncRNA произхождат от псевдогени [2]. LncRNA могат да бъдат разделени на няколко подтипа според тяхната позиция (като антисенс, интергенни, припокриващи се, интронични, двупосочни и вдлъбнати) и транскрипционна посока по отношение на други гени [3,4].
Процедура и местоположение на синтезПрофилирането на генната експресия и проучванията за хибридизация in situ показват, че експресията на lncRNAs може да бъде тъканно- и клетъчно-специфична и може да варира пространствено, временно или в отговор на стимули [5]. Много lncRNAs са разположени изключително в ядрото, но някои са цитоплазмени или са разположени както в ядрото, така и в цитоплазмата. LncRNA са критични регулатори на генната експресия и имат функции в широк спектър от клетъчни процеси и процеси на развитие [5]. LncRNA функционират както чрез инхибиране, така и чрез активиране на гени [6]. LncRNAs се класифицират в четири групи въз основа на местоположението им в генома: (1) междугенни lncRNAs, (2) сенс или антисенс lncRNAs, (3) интронични lncRNAs и (4) обработени транскрипти; тези lncRNA се намират в генни локуси, които нямат ORF [6,7]. Въз основа на техните функции, lncRNAs се характеризират като сигнални, примамки, скеле, водачи, усилващи РНК и къси пептиди [8,9]. Сигнал lncRNA действа като молекулярен сигнал, който регулира процесите на транскрипция [10]. Примамливите lncRNAs действат чрез намаляване на наличността на ключови молекули, които участват в генната регулация. Тези lncRNA променят нивото на транскрипция чрез изолиране на регулаторни фактори и микроРНК, като по този начин минимизират нивото им на експресия [11]. Класът на скелето на lncRNA осигурява структурна подкрепа за сложни протеини [12] и транскрипционното активиране или репресия се предоставя в зависимост от видовете регулаторни протеини и РНК, които съществуват [13]. Ръководните lncRNAs взаимодействат с рибонуклеопротеиновия комплекс и влияят върху нивото на генна транскрипция [14].
LNC при диабетно бъбречно заболяванеНаличните доказателства показват важната роля на lncRNAs в патофизиологията на диабета.заболяване на бъбреците(DKD) и кръстосаното взаимодействие между lncRNAs и DKD са докладвани през последните години [15–19]. Променените нива на експресия на lncRNA играят ключова роля в развитието на протеинурия и свързаната с нея диабетна нефропатия (DN) [15,20]. LncRNA участват в прогресирането назаболяване на бъбрецитечрез регулиране на много важни фактори, като патологични процеси в мезангиални клетки, подоцити, реактивни окислителни видове, преход от епител към мезенхим (EMT), преход от ендотел към мезенхим (EndMT) и действия върху микроРНК [21–23] .
Няколко lncRNAs участват в регулирането набъбречно заболяване(Маса 1). Например, транслокацията на вариант на плазмоцитома (PVT1) участва в развитието на DN чрез регулиране на натрупването на ECM. PVTI е първата некодираща РНК, за която се съобщава, че е свързана сзаболяване на бъбреците, което е силно изразено при човекабъбречнамезангиални клетки при условия на висока глюкоза и значително насърчава експресията на протеин фибронектин, колаген тип IV, TGF- 1 и инхибитор на активатор на плазминоген тип I [20,24,25]. Свързаният с метастази белодробен аденокарцином транскрипт 1 (MALAT1) е анормално повишен в ранна DN [26–28]. MALAT1 инициира възпаление и оксидативен стрес; тези патогенни пътища регулират стимулираната от глюкоза индукция на провъзпалителните цитокини IL-6 и TNF- чрез активиране на серумен амилоиден антиген 3. Тези промени променят стабилността на ендотелните клетки в DN [20,29]. Gm4419 се намира в хромозома 12 и е регулатор на усилвателя на леката верига на ядрения фактор-капа на активираните В клетки (NF-κB), който е решаващ възпалителен фактор за DN [20,30]. Gm4419 взаимодейства с p50 и индуцира пътя на сигнална трансдукция на NF-κB/NLRP3 инфламазома в мезангиалните клетки, което е свързано с възпаление, фиброза и пролиферация при състояния с висока глюкоза [30]. NR_033515 е значително повишен в серума на пациенти с DN [31]. Свръхекспресията на NR_033515 насърчава пролиферацията на мезангиалните клетки и инхибира апоптозата [31]. Доказано е, че NR_033515 повишава нивата на генна експресия на гени, свързани с пролиферация, гени, свързани с фиброза, и EMT маркери чрез насочване към miR-743b-5p [31].Бъбрек-специфичното изтриване на Erbb4-IR е доказано, че предоставя защитни ефекти срещу усложнения на DN [32]. Erbb4-IR инхибира нивото на експресия на рено-защитен miR-29b. Следователно, нивото на фиброза е повишено от Erbb4-IR i диабетбъбреци[32]. Антисенс митохондриалната некодираща РНК-2 (ASncmtRNA-2) е митохондриална lncRNA [33]. ASncmtRNA -2 се регулира нагоре при стареене и стареене в ендотелните клетки [33]. ASncmtRNA-2 индуцира оксидативен стрес и причинява тубулно увреждане чрез (i) ускорена липидна пероксидация и омрежване на протеини, (ii) увреждане на ДНК и (iii) насърчаване на възпалителни пътища, като NF-κB и трансформиращ растежен фактор{{ 8}} (TGF 1) [33]. Lnc-MGC се регулира от свързан с ER стрес транскрипционен фактор, CHOP (C/EBP хомоложен протеин) и от TGF 1-зависими и независими механизми [34]. ER стресът се увеличава при пациенти с прогресираща DN [34]. Ядрено обогатен изобилен транскрипт -1 (NEAT1) е силно експресиран при състояния с висока глюкоза и взаимодейства с AKT/mTOR пътища [35,36]. Инхибирането на NEAT1 води до потискане на нивата на TGF 1, FN и COL4A1 в DN [36]. NEAT1 насърчава силно стимулирана от глюкоза хипертрофия на мезангиалните клетки чрез насочване към оста miR- 222-3p/CDKN1B [37]. По подобен начин lncRNA ERBB4-IR участва в развитието на бъбречна фиброза при диабет и нейното заглушаване при мишки с диабет предпазва от албуминурия и фиброгенни процеси [32,38].
CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНАТА/БЪБРЕЧНАТА ДИАЛИЗА
Обратно, експресията на CYP4B1-PS1-001, която повишава нивото на нуклеолиновия протеин, се потиска при състояния с висока глюкоза [39,40]. Свръхекспресията на CYP4B1-PS1-001 потиска нивата на FN, COL4A1 и маркерите за пролиферация при мишки с диабет [40]. Друг пример за рено-защитна lncRNA е lncRNA ENSMUST00000147869, която е насочена към производството на ECM вбъбрецина мишки с диабет [41]. ENSMUST00000147869 засяга синтеза на ECM и драстично намалява нивата на фибронектин и колаген IV в мезангиалните клетки при условия на висока глюкоза [41], въпреки че точната роля на тази lncRNA е неизвестна. TUG1 функционира като репресор на miR-377. miR-377 директно се насочва към 30UTR на PGC-1 и маркерите за фиброза. Следователно, TUG1 повишава нивото на PGC-1 и облекчава производството на ECM и понижава нивата на експресия на провъзпалителни цитокини в мезангиални клетки, стимулирани с висока глюкоза [42]. Транскриптът, свързан с инфаркт на миокарда (MIAT), известен също като ретинална некодираща РНК 2 (RNCR2), е известно, че се свързва с инфаркт на миокарда [35]. MIAT регулира жизнеспособността на клетките чрез стабилизиране на експресията на еритроиден 2-свързан с ядрения фактор фактор 2 (NRF2) вбъбречнатубули [20]. NRF2 патологично и функционално защитавабъбрецисрещу увреждане от диабет [43]. Интересно е, че експресията на Nrf2 може да бъде засилена чрез свръхекспресия на MIAT при третирани с глюкозаренаl тубулни епителни клетъчни линии [44]. Кандидатът за чувствителност към рак 2 (CASC2) има критични функции в туморогенезата [45]. Наблюдавана е понижена експресия на CASC2 в серума ибъбректъкани при диабетбъбреции предсказва диабетни усложнения [46]. Ниските плазмени нива на CASC2 са свързани с по-висок риск отбъбречна недостатъчностпри пациенти с ДН [47,48]. Друга lncRNA, 1700020I14Rik, която се намира в хромозома 2 (Chr2: 119594296–119600744), функционира като ендогенна РНК и регулира нивата на експресия на микроРНК при диабет [20,49]. Свръхекспресията на 1700020I14Rik потиска нивото на експресия на miR-34a-5p чрез сигналния път Sirt1/HIF-1 и ускорява фиброзата в мезангиалните клетки [49]. CYP4B1-PS1-001 се регулира надолу в началото на DN [40]. Неговата свръхекспресия инхибира фиброзата на мезангиалните клетки чрез взаимодействие с нуклеолина [40]. Gm15645 се регулира надолу в DN и стимулирани с висока глюкоза, култивирани подоцити [50]. Механизмът на Gm15645 е в противоречие с този на Gm5524, който засяга клетъчната смърт на подоцитите и регулирането на автофагията в DN [50]. LINC01619 регулира miR-27a/FoxO1 (протеин O1 на кутията на вилицата) и свързаното със стрес ER увреждане на подоцитни клетки при диабет [51]. Ниворегулираните нива на експресия на LINC01619 са свързани с протеинурия и намаляване набъбречна функцияпри пациенти с ДН; следователно, насочването към LINC01619 е една от потенциалните терапевтични възможности за лечение на DN [51]. Фигура 1 демонстрира участието на lncRNA при повлияване на EMT, EndMT и гломерулно увреждане при диабетна нефропатия.
Участие на LncRNAs в регулирането на ЕМТEMT включва серия от процеси, чрез които епителните клетки губят епителните си характеристики и придобиват свойства на мезенхимни клетки [52–57]. Фигура 1 изобразява участието на lncRNAs в регулацията на EMT, EndMT и мезенхимни клетки. Епителните клетки обикновено са тясно свързани със съседните им клетки. Обратно, мезенхимните клетки не образуват междуклетъчни адхезионни комплекси [58]. Мезенхимните клетки са с удължена форма и проявяват полярност от край до край и фокални адхезии, което позволява повишен миграционен капацитет [58]. Основната функция на фибробластите, които са прототипни мезенхимни клетки, които се намират в няколко тъкани, е да поддържат структурната цялост чрез секретиране на екстрацелуларен матрикс (ECM). Фибробласт-специфичен протеин 1 (FSP-1), алфа-гладкомускулен актин (SMA), виментин, фибронектин и колаген I са маркерите, които характеризират мезенхимните продукти при диабетбъбреци[58–60]. Възпалението води до набиране на множество видове клетки, които участват в индуцирането на процесите на ЕМТ. Повишените нива на TGF 1, тромбоцитния растежен фактор (PDGF), епидермалния растежен фактор (EGF) и фибробластния растежен фактор-2 (FGF-2) допринасят за процесите на ЕМТ [59–61]. MALAT1, NR_033515, Erbb4-IR, GAS5 и CJ241444 участват в тубулно увреждане и допринасят за процесите на ЕМТ, докато MIAT и LncRIAN са показали тубулна защитна активност и може да са регулирали процесите на ЕМТ при диабетбъбреци(Фигура 1).
Участие на LncRNAs в регулирането на EndMTЕндотелните клетки образуват фибробласти, като преминават през преход, наричан EndMT [57, 58,62–65]. EndMT се характеризира със загуба на фенотипове на ендотелни клетки и увеличаване на мезенхимни протеини [58,62,64–67]. и участва във фиброгенните процеси вбъбреции при диабетицибъбреци,може да промени физиологията и функцията на други съседни клетки [58,62,65,68]. Патологични стимули като възпаление, диабет и стареене влияят на EndMT събитията вбъбреци[69]. Ендотелният SIRT3, ядрен рецепторен глюкокортикоиден рецептор (GR) и FGFR1 на клетъчната повърхност са критични регулатори на TGF сигнализацията и EndMT при диабетбъбреци[70–73]. Theбъбрекs на мишки с диабет показаха както прогресивна гломерулна склероза, така и тубулоинтерстициална фиброза, което беше свързано с приблизително 40 процента от всички FSP{1}}позитивни клетки и 50 процента от SMA-позитивните стромални клетки бяха CD31-позитивни [74] . По същия начин, вбъбрециот COL4A3 нокаут мишки, 45 процента от всички SMA-положителни фибробласти и 60 процента от всички FSP{5}}положителни фибробласти са били CD31-положителни, което предполага, че тези фибробласти са от ендотелен произход и че EndMT може да допринесе критично за развитието и прогресирането на бъбречна фиброза [74]. По време на процеса на EndMT биохимичните промени водят до намалена експресия на ендотелни маркери и увеличаване на мезенхимни маркери като FSP-1, SMA, гладкомускулна 22-алфа (SM22), N-кадхерин, фибронектин , виментин, тип I и III колаген, нестин, клъстер на диференциация, 73 (CD73), матрична металопротеиназа-2 (MMP-2) и матрична металопротеиназа-9 (MMP- 9 ) [58,75,76]. MALAT1, Erbb4-IR и ASncmtRNA2 причиняват увреждане на ендотелните клетки и могат да включват EndMT-свързана бъбречна фиброза (Фигура 1). LncRNA H19 е свързана сбъбрекфиброза чрез активиране на EndMT процесите при диабет (Фигура 1).
CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНА/БЪБРЕЧНА ИНФЕКЦИЯ
Взаимодействие на LNCs с микроРНК МиРНК и взаимодействието на lncRNA е един от механизмите за регулиране на генната експресия [77]. Тази многостепенна регулация участва в почти всички физиологични и клетъчни процеси на транскрипционно, посттранскрипционно и посттранслационно ниво [77,78]. В някои проучвания се съобщава, че miRNA задейства разпадането на lncRNA [77]. Напротив, lncRNAs генерират miRNAs, действат като miRNA гъби и miRNA примамки и се конкурират с miRNA за свързване с mRNAs [77]. LncRNA гените могат да съдържат микроРНК и тези микроРНК могат да бъдат освободени чрез пост-транскрипционна обработка. Например, lncRNA PVT1 служи като гостоприемник на miR-1207-5p и е замесен в DN [79]. микроРНК често присъстват в клъстери, като са локализирани в локуса на PVT1 и се регулират нагоре от високо ниво на глюкоза и засягат натрупването на извънклетъчния матрикс [80]. миРНК клъстерите в lncRNAs могат да станат много големи, както се демонстрира от мега клъстер от повече от 40 miRNAs, съдържащи се в lnc-MGC [34]. Този клъстер се индуцира в диабетните гломерули чрез сигнализиране на стреса на ендоплазмения ретикулум, което отговаря също на висока глюкоза и TGF-активиране [34].
Взаимодействията между микроРНК и lncRNA са важни за изследване на ключовите стъпки в прогресията на DN. DN мишки показват взаимодействия между lncRNA CJ241444-miR-192, която индуцира TGF 1/Smad3 сигнализиране [81] и lncRNA Erbb4- IR-miR-129b активира колагенови гени и ECM гени и следователно,увреждане на бъбреците[82]. Тези lncRNAs могат да действат като miRNA гъби [32,81]. По подобен начин, lncRNA PVT-1 участва в натрупването на ECM чрез действията на получените от нея miRNAs, miR-1207-5p и miR-1207-3p [25]. При условия на висока глюкоза, по-високата експресия както на PVT-1, така и на неговите miPHK причинява повишаване на сигнализирането на TGF 1/Smad3 и натрупването на ECM [25]. По подобен начин miR-379 клъстери, които се регулират от ER стрес в DN и lncMGC, също се хостват в същия този клъстер [34]. LncMGC регулира експресията на клъстерите miR-379, а регулирането нагоре на клъстерите miR-379 предизвиква натрупване на ECM и бъбречна хипертрофия [34]. По този начин антагонизмът на експресията на lncMGC може да се използва като потенциално терапевтично средство за DN за намаляване на ефектите на miR-379 клъстера след ER стрес [34]. Освен това антагонизмът на lncRNA NEAT1 също е потенциална терапия, тъй като антагонизмът на NEAT1 води до потискане на отлагането на ECM чрез намаляване на производството на ASK1, FN и TGF 1 [83]. Това потискане на ECM, свързано с NEAT1-, се дължи на взаимодействието му с miR-27b-3p и неговата цел, TGF и Zeb1 [83]. Прилагането на антиапоптозната lncRNA, TUG-1, потиска експресията на miR-377 и неговия целеви ген PPAR и по този начин предотвратява натрупването на ECM в DN мишки [42]. Следователно, лечението за увеличаване на експресията на TUG-1 може да бъде полезно за лечение на DN фенотипа и възстановяванеструктура на бъбреците, въпреки че са необходими допълнителни проучвания, за да се разбере неговият потенциал [42]. Тези констатации ще позволят развитието на разбиране на взаимодействията между lncRNAs и техните целеви miRNAs, което може да бъде полезно за терапевтичен избор на цел за предотвратяване на отлагане на ECM и за управление на прогресията на DN. Фигура 2 демонстрира взаимодействия на LncRNA и микроРНК при регулирането на диабетна нефропатия
LNCs в регламентите за кръстосано смущаване на антифибротични микроРНКTGF потиска антифиброзните миРНК като miR-29 клъстери и miR-let-7 клъстери [84]. Потискането на такова TGF 1-регулирано пресичане на miRNAs се съобщава при пациенти с диабет тип I, които имат по-високи нива на прогресия на ESRD [85]. Данните от нашата лаборатория разкриват, че клъстерите от семейството miR-29 и семейството miR-let-7 показват защитен ефект срещу ендотелен към мезенхимален преход (EndMT) и демонстрират двупосочна регулация при физиологични условия [ 86–89]. Тази двупосочна регулация е от съществено значение за хомеостазата на ендотелните клетки и предпазва от EndMT при диабетбъбреци[76]. Насочването към EndMT е една от потенциалните терапевтични възможности за лечение на диабетбъбрекфиброза [56,58]. miR-29 клъстери показват отрицателна, двупосочна регулация с TGF рецептори [76]. miPHK регулират генната експресия един на друг директно или индиректно. Този феномен на пресичане е свързан с поддържането на антифиброзната активност вбъбреки неговото разрушаване води до ускорена бъбречна фиброза [76]. Интервенциите, които предотвратяват прекъсването на това пресичане, са полезни за защита срещубъбречни заболявания[56, 86]. Инхибирането на DPP-4 показва потискане на TGF сигнализирането EndMT при диабетбъбрецичрез повдигане на miR-29 клъстери [67,88]. miR-29 клъстери са насочени към профиброзната молекула DPP-4 и нейното инхибиране повишава нивото на miR-29; следователно инхибиторите на DPP-4 са потенциални водещи за лечение на диабетна нефропатия [88].
MiR-let-7 инхибира TGF рецептор 1 [90], а TGF -smad3 сигнализирането е демонстрирано като инхибиторен път за експресията на miR-29 ген [84,88,91,92]; следователно, както се очаква, miR-let-7 индуцира експресията на miR-29 в ендотелните клетки. Алтернативен механизъм на miR-29-linked-miR-let-7 експресия беше обяснен с оста интерферон-гама (IFN)-FGFR1. miR-29 е насочен към IFN- [93] и освен това IFN- инхибира FGFR1. FGFR1 играе решаваща роля в експресията на miR-let-7 семейни клъстери [90]. Понижаването на регулирането на miR-29 клъстери причинява повишаване на нивата на IFN-, което впоследствие обезсърчава FGFR1 и FGFR1-свързаната експресия на miR-let-7 клъстери. Това потискане на експресията на miR-let-7 причинява активиране на експресията на TGF R1 протеин. Задействането на TGF-/smad3 сигнализиране, от своя страна, инхибира експресията на miR-29 семейни клъстери [88]. AcSDKP е ключов пептид, който се синтезира частично в дисталните тубулни области от ензимното действие на полиолигопептидазата върху тимозин 4 и се разгражда от ангиотензин-конвертиращия ензим. Следователно е доказано, че инхибиторите на ангиотензин-конвертиращия ензим повишават нивото на AcSDKP в плазмата на мишки и пациенти с диабет [86,89]. Няколко проучвания са анализирани за бъбречните защитни способности на AcSDKP и АСЕ инхибиторите могат да извършват антифибротични дейности чрез частично повишаване на нивата на AcSDKP [70,89,94]. Най-важното е, че AcSDKP е ключов ендогенен пептид, който възстановявабъбрекструктура и потиска бъбречната фиброза чрез противодействие на DPP-4-свързания EndMT чрез повишаване на регулациите на кръстосаното слушане на mimicroRNA между miR-29 и miR-let-7 [86]. Освен това, инхибирането на ACE повишава нивото на AcSDKP и предизвиква регулиране нагоре на антифиброзните микроРНК и възстановява антифиброзния кръстосан разговор в култивирани ендотелни клетки, докато ангиотензин рецепторните блокери имат минимални ефекти [76,86,89]. Тези събития контролират кръстосаното регулиране между miR-29s и miR-let-7s във фиброзни бъбреци на мишки с диабет [86]. AcSDKP поддържабъбрекхомеостаза отчасти чрез повишаване на двупосочната регулация между miR-29s и miR-let-7s [76,86].
Експресията на Lnc-H19 се регулира нагоре в TGF 2-индуцирани ендотелни клетки и във Fifibioticбъбрецина мишки с диабет [22]. Потискането на H19 значително намалява EndMT ибъбрекфиброза [22]. Повишената експресия на H19 в бъбреците с диабет е свързана с понижени нива на miR-29a [22]. Асоциацията H19 и miR-29 допринася за регулаторна мрежа, включена в EndMT [22]. Подобни регулаторни механизми на H19 са докладвани по-рано, като пътя на H19/miR675, който инхибира клетъчния растеж и експресията на Igf1r [95]; H19/Let-7-медиирано инхибиране на HMGA2-медииран епителен към мезенхимален преход [96] и оста H19/miR-675 инхибира метастазите на рак на простатата чрез TGF 1 [97]. Xie и др. (2016) също установи, че взаимодействието на H19 с miR17 допринася за регулаторна мрежа, участваща в бъбречна фиброза [98]. H19 действа като конкурентна ендогенна РНК. Регулаторната мрежа интегрира транскрипционната и пост-транскрипционната регулаторна мрежа на EndMT и бъбречна фиброза [22]. Интересно е, че инхибирането на H19 променя само нивата на miR-29a, не и miR-29b или miR-29-c, и потиска TGF-/Smad сигнализирането, за да регулира EndMT и бъбречната фиброза при диабет [22].
Базирано на LncRNA-miRNA лечение за DKD, бъдещи насоки и перспективиМного некодиращи РНК (miRNA, lncRNA и circRNA) регулират експресията на критични гени, участващи в DN фенотипове. Тези некодиращи РНК (nc РНК) са стабилни в биологични течности и могат да предложат потенциални биомаркери в разнообразен набор от заболявания. Некодиращите РНК участват в болестните процеси на хипертрофия, синтез на ECM, апоптоза и бъбречна фиброза. Нещо повече, някои изследвания напреднаха за синтезиране на лечения, базирани на ncRNAs, като някои от тези ncRNAs вече са във фаза на клинично изпитване. Следователно, тези базирани на ncRNA терапевтици биха били алтернативен подход за лечение на DN [99]
Базираните на MiRNA терапевтици могат да се използват като алтернативна терапия за лечение на няколко заболявания, включително диабетна нефропатия. Прилагането на изкуствено синтезирани олигонуклеотиди за имитатори (miPHK мимики) или нокдаун микроРНК (antagomiRs) е еволюирало [99,100]. В тази серия е разработен инхибитор на заключена нуклеинова киселина (LNA) за потискане на специфична експресия или действие на miRNA [99,100]. Драматично, лечението с LNA-miR-192 подобрява DN фенотипа и по този начин може да се използва като потенциална DN терапия [101]. Друга работа показва, че подкожното инжектиране на анти-miR-21 потиска нивото на фиброза при хроничнизаболяване на бъбрецитемишки [102]. Семейството miR-29 значително подобрява бъбречната структура и фиброзата е DN мишки [103], така че анти-miR-29-базираната терапия може потенциално да се използва като алтернативен вариант за лечение на DN. МиРНК-базираното лечение набира скорост през последното десетилетие. Проблемът обаче е в методите на доставка. miRNAs регулират няколко мишени едновременно; по този начин те могат да повлияят на други пътища. Следователно изследванията в терапиите, базирани на miPHK, сега преминават към фокусиране върху методите на доставяне и ефикасността и безопасността, за да се насочат към специфичен път и тъканна локализация [104–106].
Освен това, размерът на терапевтичната молекула трябва да бъде достатъчно малък, за да премине през ендотела до органа или мястото, което представлява интерес, и не трябва да се филтрира отбъбрек[107]. Интересното е, че този проблем с филтрирането е предимство за лечение, базирано на miRNA, тъй като епителните клетки реабсорбират терапевтичните агенти от ултрафилтрата, като по този начин намаляват загубата [107,108]. Следователно се смята, че леченията, базирани на miRNA, могат безопасно да се използват за субекти с DN, въпреки че все още са необходими напреднала работа или големи клинични изпитвания. Няколко лечения, базирани на miRNA, са достигнали клинични изпитвания, но нито едно за лечение на DN. Miravirsen (базиран на LNA miR-122 инхибитор) вече навлезе във фаза II на клинични изпитвания за лечение на HCV инфекция при пациенти [109]. В момента се разработват много терапии, базирани на miRNA, за няколко други заболявания; следователно, използването на miRNA-базирано лечение за DN е нова надежда. Друг възможен вариант за лечение е lncRNAs-медиирано лечение за DN. Той е сравнително благоприятен за насочване към експресията на lncRNA в сравнение с miPHK, поради неговата функционална роля в транскрипционния контрол, тъканно-специфичната експресия и специфичните за заболяването промени. LncRNA присъстват главно в ядрото; широко се предполага, че синтетичните антисенс олигонуклеотиди (ASO) заглушават експресията на lncRNA в ядрото чрез започване на зависимо от РНКаза Н разграждане [110,111]. Дизайнът на ASOs е много важен, тъй като трябва да се свързва със специфичния за LncRNA сайт и да е насочен към една lncRNA. Освен това истинското предизвикателство е лечението с ASO in vivo. Подобно на леченията, базирани на miRNA, проблемите се крият в ефективността и ефикасността на доставката.
CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНАТА/БЪБРЕЧНАТА БОЛКА
Друг проблем, свързан с терапията, базирана на lncRNAs, е хетерогенната природа и незапазената интронна последователност на lncRNAs [1,112]. Необходими са допълнителни изследвания за идентифициране на малки молекули, които индуцират експресията на бъбречни защитни некодиращи РНК. Има нужда от търсене на съединения, които индуцират експресията на антифиброзни некодиращи РНК в диабетни бъбреци, като флавоноиди, халкони, полихидрохинолини, производни на пропиофенон, деоксиандрографолиди, 2-метокси-естрадиол и тиазолидин- 4- едно производни; тези синтетични или растителни съединения са показали защитни ефекти при миши модели на захарен диабет [113–125] и могат да бъдат допълнително тествани и използвани при управлението на DN. ncRNAs играят решаваща роля в патогенезата на тип II DM и диабетни усложнения; въпреки техните ограничения, тъканно-специфичната експресия на микроРНК трябва да бъде допълнително проучена [56,126,127]. Физиологична дисфункция, метаболитни промени, стрес и възпаление се наблюдават преди по-късни характеристики като протеинурия, която е основен фактор за развитието на DKD [20]. Протеинурията определя кардио-бъбречните резултати при пациенти с DKD [128–130]. По-високата протеинурия води до тубулно увреждане и е свързана с бъбречно възпаление и интерстициална фиброза при диабет [129–131]. Minutolo и др. изследва решаващата роля на протеинурията при пациенти с хроничен диабетзаболяване на бъбреците(DM-CKD) и обсъдиха нова информация за кардио-реналната прогноза при пациенти със DM-CKD [128]. При липса на протеинурия пациентите със ЗД-ХБН не са имали повишен сърдечно-бъбречен риск в сравнение с пациентите с ХБН без диабет [128]. Въпреки това, при пациенти с ХБН с протеинурия, рискът от краен стадий на бъбречно заболяване се дължи главно на нивото на протеинурия, независимо от диабета [20,132]. Физиологичните и клетъчните роли на променените набори от микроРНК и lncRNA са от значение за изучаване на протеинурията и свързаната DN. В допълнение, lncRNAs като GAS5 и GM6135, които се регулират нагоре по време на бъбречно възпаление, могат да бъдат адресирани от Lnc-инхибитор [133,134]. По същия начин, изследванията върху кръговите РНК и тяхната роля в здравето и заболяването на бъбреците при диабет също набират скорост. circRNA_15698, circLRP6, circACTR2, circHIPK3 и circ_0000491 са свързани с бъбречно възпаление и фиброза, докато circRNA_010383 е рено-протективна [135–140]. Следователно, по-доброто разбиране на ролята на тези регулаторни кръгови РНК във физиологията на различнибъбрекнеобходими са типове клетки. Таблица 1 представя списъка на lncRNAs и кръгови RNAs и техните цели взаболяване на бъбреците.Ролята на lncRNA трябва да се анализира в предклинични условия, преди да се използва техният терапевтичен потенциал при лечението на диабетна нефропатия. Следователно са необходими обширни изследвания, демонстриращи ролята на взаимодействието на miRNAs и LncRNAs, за да се потвърди възможността за използване на тези базирани на miRNAs/lncRNAs лечения при протеинурия и свързаната DN.
Изводи Взаимодействията на miRNAs и lncRNAs влияят върху прогресията на DKD чрез насочване към гени, свързани с фиброгенезата, ER стрес, възпаление, оксидативен стрес и метаболитна дисфункция [8,49,110]. Идентифицирането на пътища, регулиращи особеностите в ранен стадий (физиологична дисфункция, метаболитна промяна, ER-стрес и възпаление) и късен стадий (протеинурия), е от ключово значение в проучванията на патогенезата на DN. Взаимодействията между miRNAs и LncRNAs отварят широка област за основни изследвания и за разработване на нови терапевтични възможности срещу диабетни усложнения, включително DKD.
