Сравнительный уровень экспрессии микроРНК (hsa-miR-29c и hsa-miR-19b) в крови пациентов с болезнью Альцгеймера и здоровых лиц: биомаркерный потенциал
Обоснование: Болезнь Альцгеймера – прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, основная причина деменции у пожилых людей. Патологические признаки включают отложение в паренхиме головного мозга экстраклеточных «сенильных бляшек» и «нейрофибриллярных сплетений», что приводит к гибели нейронов и развитию когнитивных нарушений. Отсутствие достоверных методов диагностики болезни Альцгеймера и эффективной терапии делает необходимым поиск новых биомаркеров, таких как микроРНК (miRNA).Николаев В.М., Местникова В.Н., Краснова Н.М., Асекритова А.С., Татаринова О.В., Сычев Д.А.
Цель исследования: сравнительный анализ уровней экспрессии hsa-miR-29c и hsa-miR-19b в сыворотке крови пациентов с болезнью Альцгеймера и когнитивно здоровых лиц.
Материалы и методы: Исследование проводилось в Гериатрическом центре РКБ № 3 в Якутске. В выборку вошли 11 пациенток с диагнозом «Болезнь Альцгеймера» и 7 здоровых контрольных лиц. Уровни экспрессии микроРНК анализировались с использованием количественной ПЦР. Статистический анализ проводился с помощью U-критерия Манна–Уитни и ROC-анализа.
Результаты: Обнаружено снижение экспрессии hsa-miR-29c и hsa-miR-19b у пациентов с болезнью Альцгеймера. Медианная экспрессия miR-29c уменьшилась в 1,5 раза, а miR-19b – в 78,8 раз, однако статистическая значимость не была достигнута (p=0,495 и p=0,222 соответственно). Напротив, соотношение miR 19b/miR 29c позволяло различать пациентов с болезнью Альцгеймера и контрольную группу со статистически значимой точностью (AUC=0,817; p=0,039), что подчеркивает его потенциал как биомаркера.
Заключение: Результаты исследования подчеркивают важность hsa-miR-29c и hsa-miR-19b как потенциальных биомаркеров для диагностики и мониторинга прогрессирования болезни Альцгеймера. Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения полученных данных и оценки их клинической значимости.
Ключевые слова
Болезнь Альцгеймера
микроРНК
биомаркеры
BACE1
нейродегенерация
Список литературы
1. Hampel H., Hardy J., Blennow K., et al. The amyloid β pathway in Alzheimer’s disease. Mol Psychiatry. 2021;26(10):5481–5503. https://dx.doi.org/10.1038/s41380 021 01249 0
2. Wang C., Zong S., Cui X., et al. The effects of microglia associated neuroinflammation on Alzheimer’s disease. Front Immunol. 2023;14:1117172. https://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2023.1117172
3. Yang K., Zhang Z., Zhang Q., et al. Potential diagnostic markers and therapeutic targets for periodontitis and Alzheimer’s disease based on bioinformatics analysis. J Periodontal Res. 2024;59(2):366–380. https://dx.doi.org/10.1111/jre.13220
4. Kumar A., Su Y., Sharma M., et al. MicroRNA expression in extracellular vesicles as a novel blood based biomarker for Alzheimer’s disease. Alzheimers Dement. 2023;19(11):4952–4966. https://dx.doi.org/10.1002/alz.13055
5. Rybak Wolf A., Plass M. RNA dynamics in Alzheimer’s disease. Molecules. 2021;26(17):5113. https://dx.doi.org/10.3390/molecules26175113
6. Klyucherev T.O., Olszewski P., Shalimova A.A., et al. Advances in the development of new biomarkers for Alzheimer’s disease. Transl Neurodegener. 2022;11(1):25. https://dx.doi.org/10.1186/s40035 022 00296 z
7. Shi D., Han M., Liu W., et al. Circulating microRNAs as diagnostic biomarkers of clinical cognitive impairment: a meta analysis. Am J Alzheimers Dis Other Demen. 2020;35:1533317520951686. https://dx.doi.org/10.1177/1533317520951686
8. Kichukova T.M., Popov N.T., Ivanov H.Y., Vachev T.I. Circulating microRNAs as a novel class of potential diagnostic biomarkers in neuropsychiatric disorders. Folia Med (Plovdiv). 2015;57(3 4):159–172. https://dx.doi.org/10.1515/folmed 2015 0035
9. Cao Y., Tan X., Lu Q., et al. MiR 29c 3p may promote the progression of Alzheimer’s disease through BACE1. J Healthc Eng. 2021;2021:2031407. https://dx.doi.org/10.1155/2021/2031407
10. Zong Y., Yu P., Cheng H., et al. miR 29c regulates NAV3 protein expression in a transgenic mouse model of Alzheimer’s disease. Brain Res. 2015; 1624:95–102. https://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2015.07.022
11. Zhang N., Li W.W., Lv C.M., et al. miR 16 5p and miR 19b prevent amyloid β induced injury by targeting BACE1 in SH SY5Y cells. Neuroreport. 2020;31(3):205–212. https://dx.doi.org/10.1097/WNR.0000000000001379
12. Wu Y., Xu J., Xu J., et al. Lower serum levels of miR 29c 3p and miR 19b as biomarkers for Alzheimer’s disease. Tohoku J Exp Med. 2017;242(2):129–136. https://dx.doi.org/10.1620/tjem.242.129
13. Visconte C., Fenoglio C., Serpente M., et al. Altered extracellular vesicle miRNA profile in prodromal Alzheimer’s disease. Int J Mol Sci. 2023;24(19):14749. https://dx.doi.org/10.3390/ijms241914749
14. Zeng H., Chen Y.X. miR 19b inhibits hypoxia ischemia encephalopathy by inhibiting SOX6 expression via activating Wnt/β catenin pathway. Neurochem Res. 2023;48(3):874–884. https://dx.doi.org/10.1007/s11064 022 03812 9
15. Bae H.J., Noh J.H., Kim J.K., et al. MicroRNA 29c functions as a tumor suppressor by direct targeting oncogenic SIRT1 in hepatocellular carcinoma. Oncogene. 2014;33(20):2557–2567. https://dx.doi.org/10.1038/onc.2013.216
16. Zong Y., Wang H., Dong W., et al. miR 29c regulates BACE1 protein expression. Brain Res. 2011;1395:108–115. https://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2011.04.035
17. Lei X., Lei L., Zhang Z., et al. Downregulated miR 29c correlates with increased BACE1 expression in sporadic Alzheimer’s disease. Int J Clin Exp Pathol. 2015;8(2):1565–1574.
18. Fabbri M., Garzon R., Cimmino A., et al. MicroRNA 29 family reverts aberrant methylation in lung cancer by targeting DNA methyltransferases 3A and 3B. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007;104(40):15805?15810. https://dx.doi.org/10.1073/pnas.0707628104
19. Hébert S.S., Horré K., Nicolaï L., et al. Loss of microRNA cluster miR 29a/b 1 in sporadic Alzheimer’s disease correlates with increased BACE1/β secretase expression. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008;105(17):6415–6420. https://dx.doi.org/10.1073/pnas.0710263105
20. Swahari V., Nakamura A., Hollville E., et al. miR-29 is an important driver of aging-related phenotypes. Commun Biol. 2024;7(1):1055. doi:10.1038/s42003-024-06735-z
21. Morsiani C., Terlecki-Zaniewicz L., Skalicky S., et al. Circulating miR-19a-3p and miR-19b-3p characterize the human aging process and their isomiRs associate with healthy status at extreme ages. Aging Cell. 2021;20(7):e13409. https://dx.doi.org/10.1111/acel.13409
22. Huang Y.Q., Li J., Huang C., Feng Y.Q. Plasma MicroRNA-29c Levels Are Associated with Carotid Intima-Media Thickness and is a Potential Biomarker for the Early Detection of Atherosclerosis. Cell Physiol Biochem. 2018;50(2):452–459. https://dx.doi.org/10.1159/000494158
23. Wang K..J., Zhao X., Liu Y.Z., et al. Circulating MiR-19b-3p, MiR-134-5p and MiR-186-5p are Promising Novel Biomarkers for Early Diagnosis of Acute Myocardial Infarction. Cell Physiol Biochem. 2016;38(3):1015–1029. https://dx.doi.org/10.1159/000443053
24. Zhang H., Huang X., Ye L., et al. B Cell-Related Circulating MicroRNAs With the Potential Value of Biomarkers in the Differential Diagnosis, and Distinguishment Between the Disease Activity and Lupus Nephritis for Systemic Lupus Erythematosus. Front Immunol. 2018;9:1473. https://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2018.01473
25. Bulgakova O., Zhabayeva D., Kussainova A., et al. miR-19 in blood plasma reflects lung cancer occurrence but is not specifically associated with radon exposure. Oncol Lett. 2018;15(6):8816–8824. https://dx.doi.org/10.3892/ol.2018.8392
26. Chuang T.D., Pearce W.J., Khorram O. miR-29c induction contributes to downregulation of vascular extracellular matrix proteins by glucocorticoids. Am J Physiol Cell Physiol. 2015;309(2):C117–C125. https://dx.doi.org/10.1152/ajpcell.00254.2014
Об авторах / Для корреспонденции
Вячеслав Михайлович Николаев, к.б.н., старший науч. сотр., лаборатория преканцерогненеза и злокачественных опухолей отдела эпидемиологии хронических неинфекционных заболеваний, Якутский научный центр комплексных медицинских проблем, Якутск, Россия; nikolaev1126@mail.ru. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4490-8910, Scopus ID: 57222068565 (автор, ответственный за переписку)Виктория Николаевна Местникова, врач-невролог, Республиканская клиническая больница № 3, Якутск, Россия; Vika.mestnikova@mail.ru
Наталия Михайловна Краснова, к.м.н., доцент, Северо‑Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова, Якутск, Россия; krasnova14@mail.ru, ORCID: https://orcid.org/0000‑0002‑4811‑7801, Scopus ID: 57205162915
Александра Степановна Асекритова, к.м.н., заведующая Центром предиктивной медицины и биоинформатики, Республиканская клиническая больница № 3; доцент, Северо‑Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова, Якутск, Россия; my@asekritova-8.ru, ORCID: https://orcid.org/0000‑0002‑5378‑2128, Scopus ID: 57191518340
Ольга Викторовна Татаринова, д.м.н., главный врач, Республиканская клиническая больница № 3; старший науч. сотр., Якутский научный центр комплексных медицинских проблем, Якутск, Россия; tov3568@mail.ru, ORCID: https://orcid.org/0000‑0001‑5499‑9524, Scopus ID: 57989647200
Дмитрий Алексеевич Сычев, д.м.н., профессор, профессор РАН, академик РАН, зав. кафедрой клинической фармакологии и терапии имени академика Б.Е. Вотчала, Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования, Москва, Россия;
edu@rmapo.ru, ORCID: https://orcid.org/0000‑0002‑4496‑3680, Scopus ID: 7801389135
Также по теме
