Preview

Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний

Расширенный поиск

ПОСТТРАНСКРИПЦИОННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ В РАЗВИТИИ ВРОЖДЁННЫХ ПОРОКОВ СЕРДЦА: ЗНАЧЕНИЕ микроРНК

https://doi.org/10.17802/2306-1278-2019-8-3-85-95

Полный текст:

Аннотация

Врожденные пороки сердца являются наиболее распространённой аномалией плода и одной из главных причин детской инвалидизации и смертности. Врожденные пороки сердца представляет собой гетерогенную группу сердечных аномалий, включающую дефект предсердной перегородки, дефекты клапанного аппарата и аномалии оттока. Генетическая, эпигенетическая или экологическая основа врожденного порока сердца в каждом конкретном эпизоде заболевания остается недостаточно понятной. Вероятнее всего, механизм формирования порока является многофакторным и полиэтиологичным. Тем не менее, разрабатываемые новые современные технологии генетической диагностики, включая полиморфизм замен одного нуклеотида, варианты числа копий, секвенирование следующего поколения, ускоряет обнаружение генетических причин аномалий сердца. Недавние исследования предполагают роль малых некодирующих РНК (микроРНК) в патогенезе врожденных пороков сердца. Установлено, что микроРНК координируют развитие сердца и стимулируют патологические процессы в нем, включая фиброз или гипертрофию и нарушение ангиогенеза. Таким образом, возможность изучения микроРНК и путей их влияния при формировании разных пороков сердца демонстрирует большой потенциал в качестве терапевтических мишеней в регенеративной медицине. В этом обзоре мы представляем прошлые и недавние генетические открытия, даём обзор функции микроРНК, сигнальные пути, через которые реализуются их функции и выясняем их роль в отдельных врожденных пороках сердца.

Об авторах

А. В. Понасенко
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Россия

Понасенко Анастасия Валериевна, кандидат медицинских наук, заведующая лабораторией геномной медицины отдела экспериментальной и клинической кардиологии

ул. Сосновый бульвар, 6, Кемерово



А. В. Цепокина
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Россия

Цепокина Анна Викторовна, младший научный сотрудник лаборатории геномной медицины отдела экспериментальной и клинической кардиологии

ул. Сосновый бульвар, 6, Кемерово



Список литературы

1. Шабалдин А.В., Глебова Л.А., Бачина А.В., Счастливцев Е.Л., Потапов В.П. Особенности эпидемиологии врожденных пороков сердца у детей г. Кемерово как крупного промышленного центра. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2014;(4):38-46. https://doi.org/10.17802/2306-1278-2014-4-38-46

2. Hoelscher S.C., Doppler S.A., Dreßen M., Lahm H., Lange R., Krane M. MicroRNAs: pleiotropic players in congenital heart disease and regeneration. J Thorac Dis. 2017; 9(1):S64-S81. doi: 10.21037/jtd.2017.03.149

3. van der Linde D., Konings E.E., Slager M.A., Witsenburg M., Helbing W.A., Takkenberg J.J., Roos-Hesselink J.W. Birth prevalence of congenital heart disease worldwide: a systematic review and meta-analysis. J Am Coll Cardiol. 2011;58 (21):2241–2247. doi: 10.1016/j.jacc.2011.08.025.

4. Muntean I., Togănel R., Benedek T. Genetics of Congenital Heart Disease: Past and Present. Biochem Genet. 2017; 55(2):105-123. doi: 10.1007/s10528-016-9780-7.

5. Blue G.M., Kirk E.P., Sholler G.F., Harvey R.P., Winlaw D.S. Congenital heart disease: current knowledge about causes and inheritance. Med J Aust. 2012; 197(3):155–159. doi. org/10.5694/mja12.10811

6. Bruneau B.G. The developmental genetics of congenital heart disease. Nature. 2008; 451(7181): 943 948. doi: 10.1038/nature06801.

7. Olson E.N. Gene regulatory networks in the evolution and development of the heart. Science. 2006; 313 (5795): 1922 1927. doi: 10.1126/science.1132292

8. Dueñas A., Expósito A., Aranega A., Franco D. The Role of Non-Coding RNA in Congenital Heart Diseases. Journal of cardiovascular development and disease. 2019; 6(2): 15. doi: 10.3390/jcdd6020015.

9. Liu C.X., Shen A.D., Li X.F., Jiao W.W., Bai S., Yuan F., Guan X.L., Zhang X.G., Zhang G.R., Li Z.Z. Association of TBX5 gene polymorphismwith ventricular septal defect in the Chinese Han population. Chin Med J (Engl). 2009;122 (1):30– 34. doi: 10.3760/cma.j.issn.0366-6999.2009.01.006

10. Zhang W.M., Li X.F., Ma Z.Y., Zhang J., Zhou S.H., Li T., Shi L., Li Z.Z. GATA4 and NKX2.5 gene analysis in Chinese Uygur patients with congenital heart disease. Chin Med J (Engl) 2009;122 (4):416-419. doi: 10.3760/cma.j.issn.0366-6999.2009.04.0011

11. Tong Y. F. Mutations of NKX2. 5 and GATA4 genes in the development of congenital heart disease. Gene. 2016; 588 (1): 86-94. doi: 10.1016/j.gene.2016.04.061

12. Qiao X.H., Wang F., Zhang X.L., Huang R.T., Xue S., Wang J., Qiu X.B., Liu X.Y., Yang Y.Q. MEF2C loss-offunction mutation contributes to congenital heart defects. International journal of medical sciences. 2017; 14 (11): 11431153. doi: 10.7150/ijms.21353.

13. Ma L., Wang J., Li L., Qiao Q., Di R.M., Li X.M., Xu Y.J., Zhang M., Li R.G., Qiu X.B., Li X., Yang Y.Q. ISL1 lossoffunction mutation contributes to congenital heart defects. Heart Vessels. 2019; 34(4):658-668. doi: 10.1007/s00380-0181289-z.

14. GWAS Catalog [Internet]. Available from: https://www.ebi.ac.uk/gwas/efotraits/EFO_0005207

15. Bjornsson T., Thorolfsdottir R.B., Sveinbjornsson G., Sulem P., Norddahl G.L., Helgadottir A., Gretarsdottir S., Magnusdottir A., Danielsen R., Sigurdsson E.L., Adalsteinsdottir B., Gunnarsson S.I., Jonsdottir I., Arnar D.O., Helgason H., Gudbjartsson T., Gudbjartsson D.F., Thorsteinsdottir U., Holm H., Stefansson K. A rare missense mutation in MYH6 associates with non-syndromic coarctation of the aorta. Eur Heart J. 2018 7; 39(34):3243-3249. doi: 10.1093/eurheartj/ehy142.

16. Agopian A.J., Goldmuntz E., Hakonarson H., Sewda A., Taylor D., Mitchell LE; Pediatric Cardiac Genomics Consortium. Genome-Wide Association Studies and Meta-Analyses for Congenital Heart Defects. Circ Cardiovasc Genet. 2017; 10(3):e001449. doi: 10.1161/CIRCGENETICS.116.001449.

17. Bartel D.P. MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell. 2004;116(2):281-297. doi: 10.1016/s0092-8674(04)00045-5

18. Trionfini P., Benigni A., Remuzzi G. MicroRNAs in kidney physiology and disease. Nat Rev Nephrol.2015;11(1):23-33. doi: 10.1038/nrneph.2014.202.

19. Simpson L.J., Ansel K.M. MicroRNA regulation of lymphocyte tolerance and autoimmunity. J Clin Invest.2015; 125 (6):2242-2249. doi: 10.1172/JCI78090.

20. Papageorgiou N., Tousoulis D., Androulakis E., Siasos G., Briasoulis A., Vogiatzi G., Kampoli A.M., Tsiamis E., Tentolouris C., Stefanadis C. The role of microRNAs in cardiovascular disease. Curr Med Chem. 2012; 19(16):2605– 2610. doi: 10.2174/092986712800493048

21. Zhao Y., Samal E., Srivastava D. Serum response factor regulates a muscle-specific microRNA that targets Hand2 during cardiogenesis. Nature. 2005; 436(7048): 214–220. doi:10.1038/nature03817

22. Catalucci D., Latronico M. V. G., Condorelli, G. MicroRNAs Control Gene Expression. Annals of the New York Academy of Sciences. 2008; 1123(1): 20–29. doi:10.1196/annals.1420.004

23. Smith T., Rajakaruna C., Caputo M., Emanueli C. MicroRNAs in congenital heart disease. Ann Transl Med. 2015;3 (21): 333. doi: 10.3978/j.issn.2305-5839.2015.12.25.

24. Li D., Ji L., Liu L., Liu Y., Hou H., Yu K., Sun Q., Zhao Z. Characterization of circulating microRNA expression in patients with a ventricular septal defect. PLoS One. 2014;9(8):e106318. doi: 10.1371/journal.pone.0106318.

25. Zhu S., Cao L., Zhu J., Kong L., Jin J., Qian L., Han S. Identification of maternal serum microRNAs as novel noninvasive biomarkers for prenatal detection of fetal congenital heart defects. Clinica Chimica Acta. 2013; 424: 66-72. doi: 10.1016/j.cca.2013.05.010.

26. Yanagawa B., Lovren F., Pan Y., Garg V., Quan A., Tang G., Singh K.K., Shukla P.C., Kalra N.P., Peterson M.D., Verma S. miRNA-141 is a novel regulator of BMP-2-mediated calcification in aortic stenosis. J Thorac Cardiovasc Surg. 2012; 144 (1):256-262. doi: 10.1016/j.jtcvs.2011.10.097.

27. Zhang J., Chang J.J., Xu F., Ma X.J., Wu Y., Li W.C., Wang H.J., Huang G.Y., Ma D. MicroRNA deregulation in right ventricular outflow tract myocardium in nonsyndromic Tetralogy of Fallot. Can J Cardiol. 2013; 29 (12):1695–1703. doi: 10.1016/j.cjca.2013.07.002.

28. Xie W.Q., Zhou L., Chen Y., Ni B. Circulating microRNAs as potential biomarkers for diagnosis of congenital heart defects. World J Emerg Med. 2016;7 (2):85-89. doi: 10.5847/wjem.j.1920-8642.2016.02.001.

29. El-Khoury V., Pierson S., Kaoma T., Bernardin F., Berchem G. Assessing cellular and circulating miRNA recovery: the impact of the RNA isolation method and the quantity of input material. Sci Rep. 2016; 6: 19529. doi: 10.1038/srep19529

30. Alexiou P., Vergoulis T., Gleditzsch M., Prekas G., Dalamagas T., Megraw M., Grosse I., Sellis T., Hatzigeorgiou A.G. miRGen 2.0: a database of microRNA genomic information and regulation. Nucleic Acids Res. 2010. doi: 10.1093/nar/gkp888.

31. Кучер А. Н., Бабушкина Н. П. Роль микро-РНК в развитии заболеваний сердечно-сосудистой системы. Молекулярная медицина. 2012; (1): 10-17.

32. Аушев В. Н. МикроРНК: малые молекулы с большим значением. Клиническая онкогематология. 2015;8 (1). 1-12.

33. Kosaka N., Iguchi H., Yoshioka Y., Takeshita F., Matsuki Y., Ochiya T. Secretory mechanisms and intercellular transfer of microRNAs in living cells. J Biol Chem. 2010; 285 (23):17442–17452. doi: 10.1074/jbc.M110.107821.

34. Pokhrel S., Guotian Y. MicroRNA and Its Role in Cardiovascular Disease. World Journal of Cardiovascular Diseases. 2017; 7: 340-357. doi: 10.4236/wjcd.2017.710032.

35. Romain S.P.R., Tomaszewski C.G., Samani N. MicroRNAs in Cardiovascular Disease: An Introduction for Clinicians. Heart. 2015; 101: 921-928. https://doi.org/10.1136/heartjnl-2013-305402

36. Li J., Cao Y., Ma X.J., Wang H.J., Zhang J., Luo X., Chen W., Wu Y., Meng Y., Zhang J., Yuan Y., Ma D., Huang G.Y. Roles of miR-1-1 and miR-181c in ventricular septal defects. International journal of cardiology. 2013; 168 (2): 1441-1446. doi: 10.1016/j.ijcard.2012.12.048.

37. Rao P.K., Kumar R.M., Farkhondeh M., Baskerville S., Lodish H.F. Myogenic factors that regulate expression of muscle-specific microRNAs. Proc Natl Acad Sci 2006;103 (23): 8721–8726. doi:org/10.1073/pnas.0602831103

38. Xue Q., Guo Z.Y., Li W., Wen W.H., Meng Y.L., Jia L.T., Wang J., Yao L.B., Jin B.Q., Wang T., Yang A.G. Human activated CD4 T lymphocytes increase IL-2 expression by downregulating microRNA-181c. Mol Immunol 2011; 48 (4):592–599. doi: 10.1016/j.molimm.2010.10.021.

39. Chai H., Yan Z., Huang K., Jiang Y., Zhang L. MicroRNA expression, target genes, and signaling pathways in infants with a ventricular septal defect. Molecular and cellular biochemistry. 2018; 439(1-2): 171-187. doi: 10.1007/s11010-017-3146-2.

40. Huang J.B., Mei J., Jiang L.Y., Jiang Z.L., Liu H., Zhang J.W., Ding F.B. MiR-196a2 rs11614913 T> C polymorphism is associated with an increased risk of Tetralogy of Fallot in a Chinese population. Acta Cardiologica Sinica. 2015; 31 (1): 1823. doi: 10.6515/ACS20140310B

41. Han S., Wang W. J., Duan L., Hou Z. L., Zeng J. Y., Li L., Wang, H. S. MicroRNA profiling of patients with sporadic atrial septal defect. Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2019; 1-10.

42. Chen W., Li S. Circulating microRNA as a novel biomarker for pulmonary arterial hypertension due to congenital heart disease. Pediatric cardiology. 2017; 38(1): 86-94. doi: 10.1007/s00246-016-1487-3.

43. Bittel D.C., Kibiryeva N., Marshall J.A., O’Brien J.E. MicroRNA-421 dysregulation is associated with Tetralogy of Fallot. Cells. 2014;13(3):713–723. doi: 10.3390/cells3030713.

44. O’Brien J.E., Kibiryeva N., Zhou X.G., Marshall J.A., Lofland G.K., Artman M., Chen J., Bittel D.C. Noncoding RNA expression in myocardium from infants with Tetralogy of Fallot. Circ Cardiovasc Genet. 2012; 5 (3):279–286. doi: 10.1161/CIRCGENETICS.111.961474.

45. Liang D., Xu X., Deng F., Feng J., Zhang H., Liu Y., Zhang Y., Pan L., Liu Y., Zhang D., Li J., Liang X., Sun Y., Xiao J., Chen Y.H. MiRNA-940 reduction contributes to human Tetralogy of Fallot development. J Cell Mol Med. 2014; 18 (9):1830–1839. doi: 10.1111/jcmm.12309.

46. Song Y., Higgins H., Guo J., Harrison K., Schultz E.N., Hales B.J., Moses E.K., Goldblatt J., Pachter N., Zhang G. Clinical significance of circulating microRNAs as markers in detecting and predicting congenital heart defects in children. J Transl Med.2018; 16(1): 42. doi: 10.1186/s12967-018-1411-0.

47. Abu-Halima M., Poryo M., Ludwig N., Mark J., Marsollek I., Giebels C., Petersen J., Schäfers H.J., Grundmann U., Pickardt T., Keller A., Meese E., Abdul-Khaliq H. Differential expression of microRNAs following cardiopulmonary bypass in children with congenital heart diseases. Journal of translational medicine. 2017; 15 (1): 117. doi: 10.1186/s12967-017-1213-9.

48. Bolkier Y., Nevo-Caspi Y., Salem Y., Vardi A., Mishali D., Paret, G. Micro-RNA-208a, -208b, and -499 as biomarkers for myocardial damage after cardiac surgery in children. Pediatric Critical Care Medicine. 2016; 17(4): e193–e197. doi:10.1097/pcc.0000000000000644

49. Zloto K., Tirosh-Wagner T., Bolkier Y., Bar-Yosef O., Vardi A., Mishali D., Nevo-Caspi Y., Paret G. MiRNA-208a as a Sensitive Early Biomarker for the Postoperative Course Following Congenital Heart Defect Surgery. Pediatr Cardiol. 2018; 39(8):1565-1571. doi: 10.1007/s00246-018-1931-7.

50. Stoica S.C., Dorobantu D.M., Vardeu A., Biglino G., Ford K.L., Bruno D.V., Zakkar M., Mumford A., Angelini G.D., Caputo M., Emanueli C. MicroRNAs as potential biomarkers in congenital heart surgery. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 2019. doi: 10.1016/j.jtcvs.2019.03.062.

51. Xu J., Hu Z., Xu Z., Gu H., Yi L., Cao H., Chen J., Tian T., Liang J., Lin Y., Qiu W., Ma H., Shen H., Chen Y. Functional variant in microRNA-196a2 contributes to the susceptibility of congenital heart disease in a Chinese population. Human mutation. 2009; 30(8): 1231-1236. doi: 10.1002/humu.21044.

52. Gao X., Yang L., Luo H., Tan F., Ma X., Lu, C. A rare Rs139365823 polymorphism in Pre-miR-138 is associated with risk of congenital heart disease in a Chinese population. DNA and cell biology. 2018;37(2): 109-116. https://doi.org/10.1089/dna.2017.4013

53. Gao X., Yang L., Ma Y., Yang J., Zhang G., Huang G., Huang Q., Chen L., Fu F., Chen Y., Su D., Dong Y., Ma X., Lu C., Peng X. No association of functional variant in pri-miR-218 and risk of congenital heart disease in a Chinese population. Gene. 2013;523(2): 173-177. doi: 10.1016/j.gene.2013.03.119.


Для цитирования:


Понасенко А.В., Цепокина А.В. ПОСТТРАНСКРИПЦИОННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ В РАЗВИТИИ ВРОЖДЁННЫХ ПОРОКОВ СЕРДЦА: ЗНАЧЕНИЕ микроРНК. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2019;8(3):85-95. https://doi.org/10.17802/2306-1278-2019-8-3-85-95

For citation:


Ponasenko A.V., Tsepokina A.V. POSTTRANSCRIPTIONAL REGULATION IN CONGENITAL HEART DISEASE: THE ROLE OF miRNA. Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2019;8(3):85-95. (In Russ.) https://doi.org/10.17802/2306-1278-2019-8-3-85-95

Просмотров: 58


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2306-1278 (Print)
ISSN 2587-9537 (Online)