МикроРНК: роль в патофизиологии фибрилляции предсердий и возможности использования в качестве биомаркера
https://doi.org/10.20538/1682-0363-2021-3-203-212
Аннотация
Проведен анализ современной медицинской литературы по базе данных PubMed – NCBI. Фибрилляция предсердий является широко распространенным и серьезным сердечно-сосудистым заболеванием. Патофизиологические механизмы, лежащие в основе развития фибрилляции предсердий, не совсем ясны. Кроме того, отсутствуют оптимальные биомаркеры для раннего выявления и оценки прогноза пациентов с фибрилляцией предсердий.
В последнее время внимание исследователей привлекли молекулы микрорибонуклеиновой кислоты (микроРНК). Накоплено немало данных, согласно которым они участвует в патогенезе неврологических, онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний. Рассмотрена роль микроРНК в патофизиологии фибрилляции предсердий. Также обсуждается возможность использования микроРНК в качестве биомаркеров для диагностики и прогнозирования фибрилляции предсердий.
Ключевые слова
Об авторах
А. М. Чаулин
Самарский государственный медицинский университет
Россия
Россия
аспирант, ассистент, кафедра гистологии и эмбриологии
Россия, 443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89
Д. В. Дупляков
Самарский государственный медицинский университет
Россия
Россия
д-р мед. наук, профессор, кафедра кардиологии и сердечно-сосудистой хирургии
Россия, 443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89
Список литературы
1. Lee S.H., Park S.J., Byeon K., On Y.K., Kim J.S., Shin D.G., Cho J.G., Kim Y.N., Kim Y.H., KORAF Investigators. Risk factors between patients with lone and non-lone atrial fibrillation. J. Korean Med Sci. 2013; 28 (8): 1174–1180. DOI: 10.3346/jkms.2013.28.8.1174.
2. Pellman J., Sheikh F. Atrial fibrillation: mechanisms, therapeutics, and future directions. Compr. Physiol. 2015; 5 (2): 649–665. DOI: 10.1002/cphy.c140047.
3. Ko D., Rahman F., Martins M.A., Hylek E.M., Ellinor P.T., Schnabel R.B., Benjamin E.J., Christophersen I.E. Atrial fibrillation in women: treatment. Nat. Rev. Cardiol. 2017; 14 (2): 113–124. DOI: 10.1038/nrcardio.2016.171.
4. Turagam M.K., Mirza M., Werner P.H., Sra J., Kress D.C., Tajik A.J., Jahangir A. Circulating biomarkers predictive of postoperative atrial fibrillation. Cardiol Rev. 2016; 24 (2): 76–87. DOI: 10.1097/CRD.0000000000000059.
5. Чаулин А.М., Карслян Л.С., Григорьева Е.В., Нурбалтаева Д.А., Дупляков Д.В. Клинико-диагностическая ценность кардиомаркеров в биологических жидкостях человека. Кардиология. 2019; 59 (11): 66–75. DOI: 10.18087/cardio.2019.11.n414.
6. Чаулин А.М., Дупляков Д.В. Повышение кардиальных тропонинов, не ассоциированное с острым коронарным синдромом. Часть 1. Кардиология: новости, мнения, обучение. 2019; 7 (2): 13–23. DOI: 10.24411/2309-1908-2019-12002.
7. Чаулин А.М., Дупляков Д.В. Повышение кардиальных тропонинов, не ассоциированное с острым коронарным синдромом. Часть 2. Кардиология: новости, мнения, обучение. 2019; 7 (2): 24–35. DOI: 10.24411/2309-1908-2019-12003.
8. Gonzalez-Del-Hoyo M., Cediel G., Carrasquer A., Bonet G., Vasquez-Nunez K., Boque C., Ali S., Bardaji A. Prognostic implications of troponin I elevation in emergency department patients with tachyarrhythmia. Clin. Cardiol. 2019; 42 (5): 546–552. DOI: 10.1002/clc.23175.
9. Zellweger M.J., Schaer B.A., Cron T.A., Pfisterer M.E., Osswald S. Elevated troponin levels in the absence of coronary artery disease after supraventricular tachycardia. Swiss Med. Wkly. 2003; 133 (31–32): 439–441.
10. Fox C.S., Parise H., D’Agostino R.B. Sr., Lloyd-Jones D.M., Vasan R.S., Wang T.J., Levy D., Wolf P.A., Benjamin E.J. Parental atrial fibrillation as a risk factor for atrial fibrillation in offspring. JAMA. 2004; 291 (23): 2851–2855. DOI: 10.1001/jama.291.23.2851.
11. Low S.K., Takahashi A., Ebana Y., Ozaki K., Christophersen I.E., Ellinor P.T., AFGen Consortium, Ogishima S., Yamamoto M., Satoh M., Sasaki M., Yamaji T., Iwasaki M., Tsugane S., Tanaka K., Naito M., Wakai K., Tanaka H., Furukawa T., Kubo M., Ito K., Kamatani Y., Tanaka T. Identification of six new genetic loci associated with atrial fibrillation in the Japanese population. Nat. Genet. 2017; 49 (6): 953–958. DOI: 10.1038/ng.3842.
12. Lee R.C., Feinbaum R.L., Ambros V. The C. elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14. Cell. 1993; 75 (5): 843–854. DOI: 10.1016/0092-8674(93)90529-y.
13. Kozomara A., Griffiths-Jones S. miRBase: annotating high confidence microRNAs using deep sequencing data. Nucleic. Acids Res. 2014; 42: 68–73. DOI: 10.1093/nar/gkt1181.
14. MacFarlane L.A., Murphy P.R. MicroRNA: biogenesis, function and role in cancer. Curr Genomics. 2010; 11 (7): 537–561. DOI: 10.2174/138920210793175895.
15. Ardekani A.M., Naeini M.M. The role of microRNAs in human diseases. Avicenna J. Med. Biotechnol. 2010; 2 (4): 161–179.
16. Ha T.Y. MicroRNAs in human diseases: from cancer to cardiovascular disease. Immune Netw. 2011; 11 (3): 135–154. DOI: 10.4110/in.2011.11.3.135.
17. Van den Berg N.W.E., Kawasaki M., Berger W.R., Neefs J., Meulendijks E., Tijsen A.J., de Groot J.R. MicroRNAs in atrial fibrillation: from expression signatures to functional implications. Cardiovasc. Drugs Ther. 2017; 31 (3): 345–365. DOI: 10.1007/s10557-017-6736-z.
18. Liu Z., Zhou C., Liu Y., Wang S., Ye P., Miao X., Xia J. The expression levels of plasma micoRNAs in atrial fibrillation patients. PLoS One. 2012; 7 (9): e44906. DOI: 10.1371/journal.pone.0044906.
19. Hodgkinson C.P., Kang M.H., Dal-Pra S., Mirotsou M., Dzau V.J. MicroRNAs and сardiac regeneration. Circ. Res. 2015; 116 (10): 1700–1711. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.304377.
20. Neudecker V., Brodsky K.S., Kreth S., Ginde A.A., Eltzschig H.K. Emerging roles for microRNAs in perioperative medicine. Anesthesiology. 2016; 124 (2): 489–506. DOI: 10.1097/ALN.0000000000000969.
21. Chaldoupi S.M., Loh P., Hauer R.N., de Bakker J.M., van Rijen H.V. The role of connexin40 in atrial fibrillation. Cardiovasc. Res. 2009; 84 (1): 15–23. DOI: 10.1093/cvr/cvp203.
22. Chen J.F., Mandel E.M., Thomson J.M., Wu Q., Callis T.E., Hammond S.M., Conlon F.L., Wang D.Z. The role of microRNA-1 and microRNA-133 in skeletal muscle proliferation and differentiation. Nat. Genet. 2006; 38(2): 8228–8833. DOI: 10.1038/ng1725.
23. Jia X., Zheng S., Xie X., Zhang Y., Wang W., Wang Z., Zhang Y., Wang J., Gao M., Hou Y. MicroRNA-1 accelerates the shortening of atrial effective refractory period by regulating KCNE1 and KCNB2 expression: an atrial tachypacing rabbit model. PLoS One. 2013; 8 (12): e85639. DOI: 10.1371/journal.pone.0085639.
24. Tsoporis J.N., Fazio A., Rizos I.K., Izhar S., Proteau G., Salpeas V., Rigopoulos A., Sakadakis E., Toumpoulis I.K., Parker T.G. Increased right atrial appendage apoptosis is associated with differential regulation of candidate MicroRNAs 1 and 133A in patients who developed atrial fibrillation after cardiac surgery. J. Mol. Cell Cardiol. 2018; 121: 25–32. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2018.06.005.
25. Li Y.D., Hong Y.F., Yusufuaji Y., Tang B.P., Zhou X.H., Xu G.J., Li J.X., Sun L., Zhang J.H., Xin Q., Xiong J., Ji Y.T., Zhang Y. Altered expression of hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channels and microRNA-1 and -133 in patients with age-associated atrial fibrillation. Mol. Med. Rep. 2015; 12 (3): 3243–3248. DOI: 10.3892/mmr.2015.3831.
26. Girmatsion Z., Biliczki P., Bonauer A., Wimmer-Greinecker G., Scherer M., Moritz A., Bukowska A., Goette A., Nattel S., Hohnloser S.H., Ehrlich J.R. Changes in microRNA-1 expression and IK1 up-regulation in human atrial fibrillation. Heart Rhythm. 2009; 6 (12): 1802–1809. DOI: 10.1016/j.hrthm.2009.08.035.
27. Lu Y., Hou S., Huang D., Luo X., Zhang J., Chen J., Xu W. Expression profile analysis of circulating microRNAs and their effects on ion channels in Chinese atrial fibrillation patients. Int. J. Clin. Exp. Med. 2015; 8 (1): 845–853.
28. Santulli G., Iaccarino G., De Luca N., Trimarco B., Condorelli G. Atrial fibrillation and microRNAs. Front. Physiol. 2014; 5: 15. DOI: 10.3389/fphys.2014.00015.
29. Lu Y., Zhang Y., Wang N., Pan Z., Gao X., Zhang F., Zhang Y., Shan H., Luo X., Bai Y., Sun L., Song W., Xu C., Wang Z., Yang B. MicroRNA-328 contributes to adverse electrical remodeling in atrial fibrillation. Circulation. 2010; 122 (23): 2378–2387. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.110.958967.
30. Kim G.H. MicroRNA regulation of cardiac conduction and arrhythmias. Transl. Res. 2013; 161 (5): 381–392. DOI: 10.1016/j.trsl.2012.12.004.
31. Soeki T., Matsuura T., Bando S., Tobiume T., Uematsu E., Ise T., Kusunose K., Yamaguchi K., Yagi S., Fukuda D., Yamada H., Wakatsuki T., Shimabukuro M., Sata M. Relationship between local production of microRNA-328 and atrial substrate remodeling in atrial fibrillation. J. Cardiol. 2016; 68 (6): 472–477. DOI: 10.1016/j.jjcc.2015.12.007.
32. Ling T.Y., Wang X.L., Chai Q., Lau T.W., Koestler C.M., Park S.J., Daly R.C., Greason K.L., Jen J., Wu L.Q., Shen W.F., Shen W.K., Cha Y.M., Lee H.C. Regulation of the SK3 channel by microRNA-499-potential role in atrial fibrillation. Heart Rhythm. 2013; 10 (7): 1001–1009. DOI: 10.1016/j.hrthm.2013.03.005.
33. Ling T.Y., Wang X.L., Chai Q., Lu T., Stulak J.M., Joyce L.D., Daly R.C., Greason K.L., Wu L.Q., Shen W.K., Cha Y.M., Lee H.C. Regulation of cardiac CACNB2 by microRNA-499: Potential role in atrial fibrillation. BBA Clin. 2017; 7: 78–84. DOI: 10.1016/j.bbacli.2017.02.002.
34. Da Silva A.M.G., de Araujo J.N.G., de Oliveira K.M., Novaes A.E.M., Lopes M.B., de Sousa J.C.V., Filho A.A.A., Luchessi A.D., de Rezende A.A., Hirata M.H., Silbiger V.N. Circulating miRNAs in acute new-onset atrial fibrillation and their target mRNA network. J. Cardiovasc. Electrophysiol. 2018; 29 (8): 1159–1166. DOI: 10.1111/jce.13612.
35. Xu J., Cui G., Esmailian F., Plunkett M., Marelli D., Ardehali A., Odim J., Laks H., Sen L. Atrial extracellular matrix remodeling and the maintenance of atrial fibrillation. Circulation. 2004; 109 (3): 363–368. DOI: 10.1161/01.CIR.0000109495.02213.52.
36. Liu H., Chen G.X., Liang M.Y., Qin H., Rong J., Yao J.P., Wu Z.K. Atrial fibrillation alters the microRNA expression profiles of the left atria of patients with mitral stenosis. BMC Cardiovasc. Disord. 2014; 14: 10. DOI: 10.1186/1471-2261-14-10.
37. Barana A., Matamoros M., Dolz-Gaiton P., Pérez-Hernández M., Amoros I., Nunez M., Sacristán S., Pedraz Á., Pinto Á., Fernández-Avilés F., Tamargo J., Delpón E., Caballero R. Chronic atrial fibrillation increases microRNA-21 in human atrial myocytes decreasing L-type calcium current. Circ. Arrhythm. Electrophysiol. 2014; 7 (5): 861–868. DOI: 10.1161/CIRCEP.114.001709.
38. Adam O., Lohfelm B., Thum T., Gupta S.K., Puhl S.L., Schafers H.J., Böhm M., Laufs U. Role of miR-21 in the pathogenesis of atrial fibrosis. Basic. Res. Cardiol. 2012; 107 (5): 278. DOI: 10.1007/s00395-012-0278-0.
39. Thum T., Gross C., Fiedler J., Fischer T., Kissler S., Bussen M., Galuppo P., Just S., Rottbauer W., Frantz S., Castoldi M., Soutschek J., Koteliansky V., Rosenwald A., Basson M.A., Licht J.D., Pena J.T., Rouhanifard S.H., Muckenthaler M.U., Tuschl T., Martin G.R., Bauersachs J., Engelhardt S. MicroRNA-21 contributes to myocardial disease by stimulating MAP kinase signalling in fibroblasts. Nature. 2008; 456 (7224): 980–984. DOI: 10.1038/nature07511
40. Zhang K., Zhao L., Ma Z., Wang W., Li X., Zhang Y., Yuan M, Liang X., Li G. Doxycycline attenuates atrial remodeling by interfering with microRNA-21 and downstream phosphatase and tensin homolog (PTEN)/phosphoinositide 3-kinase (PI3K) signaling pathway. Med. Sci. Monit. 2018; 24: 5580–5587. DOI: 10.12659/MSM.909800.
41. Kriegel A.J., Liu Y., Fang Y., Ding X., Liang M. The miR-29 family: genomics, cell biology, and relevance to renal and cardiovascular injury. Physiol. Genomics. 2012; 44 (4): 237–244. DOI: 10.1152/physiolgenomics.00141.2011.
42. Dawson K., Wakili R., Ordog B., Clauss S., Chen Y., Iwasaki Y., Voigt N., Qi X.Y., Sinner M.F., Dobrev D., Kääb S., Nattel S. MicroRNA29: a mechanistic contributor and potential biomarker in atrial fibrillation. Circulation. 2013; 127 (14): 1466–1475, 1475e1–28. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.112.001207.
43. Ishizaki T., Tamiya T., Taniguchi K., Morita R., Kato R., Okamoto F., Saeki K., Nomura M., Nojima Y., Yoshimura A. miR126 positively regulates mast cell proliferation and cytokine production through suppressing Spred1. Genes. Cells. 2011; 16 (7): 803–814. DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01529.x.
44. Wei X.J., Han M., Yang F.Y., Wei G.C., Liang Z.G., Yao H., Ji C.W., Xie R.S., Gong C.L., Tian Y. Biological significance of miR-126 expression in atrial fibrillation and heart failure. Braz. J. Med. Biol. Res. 2015; 48 (11): 983–989. DOI: 10.1590/1414-431X20154590.
45. Goren Y., Meiri E., Hogan C., Mitchell H., Lebanony D., Salman N., Schliamser J.E., Amir O. Relation of reduced expression of MiR-150 in platelets to atrial fibrillation in patients with chronic systolic heart failure. Am. J. Cardiol. 2014; 113 (6): 976–981. DOI: 10.1016/j.amjcard.2013.11.060.
46. McManus D.D., Tanriverdi K., Lin H., Esa N., Kinno M., Mandapati D., Tam S., Okike O.N., Ellinor P.T., Keaney J.F. Jr., Donahue J.K., Benjamin E.J., Freedman J.E. Plasma microRNAs are associated with atrial fibrillation and change after catheter ablation (the miRhythm study). Heart Rhythm. 2015; 12 (1): 3–10. DOI: 10.1016/j.hrthm.2014.09.050.
47. Harling L., Lambert J., Ashrafian H., Darzi A., Gooderham N.J., Athanasiou T. Elevated serum microRNA 483-5p levels may predict patients at risk of post-operative atrial fibrillation. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2017; 51 (1): 73–78. DOI: 10.1093/ejcts/ezw245.
48. Rao M., Hu J., Zhang Y., Gao F., Zhang F., Yang Z., Zhang X., Hou Y. Time-dependent cervical vagus nerve stimulation and frequency-dependent right atrial pacing mediates induction of atrial fibrillation. Anatol. J. Cardiol. 2018; 20 (4): 206–212. DOI: 10.14744/AnatolJCardiol.2018.73558.
49. Shen M.J., Choi E.K., Tan A.Y., Lin S.F., Fishbein M.C., Chen L.S., Chen P.S. Neural mechanisms of atrial arrhythmias. Nat. Rev. Cardiol. 2011; 9 (1): 30–39. DOI: 10.1038/nrcardio.2011.139.
50. Morishima M., Iwata E., Nakada C., Tsukamoto Y., Takanari H., Miyamoto S., Moriyama M., Ono K. Atrial fibrillation-mediated upregulation of miR-30d regulates myocardial electrical remodeling of the g-protein-gated K(+) channel, IK.ACh. Circ. J. 2016; 80 (6): 1346–1355. DOI: 10.1253/circj.CJ-15-1276.
51. Zhang Y., Zheng S., Geng Y., Xue J., Wang Z., Xie X., Wang J., Zhang S., Hou Y. MicroRNA profiling of atrial fibrillation in canines: miR-206 modulates intrinsic cardiac autonomic nerve remodeling by regulating SOD1. PLoS One. 2015; 10 (3): e0122674. DOI: 10.1371/journal.pone.0122674.
52. Wei J., Zhang Y., Li Z., Wang X., Chen L., Du J., Liu J., Liu J., Hou Y. GCH1 attenuates cardiac autonomic nervous remodeling in canines with atrial-tachypacing via tetrahydrobiopterin pathway regulated by microRNA-206. Pacing Clin. Electrophysiol. 2018; 41 (5): 459–471. DOI: 10.1111/pace.13289.
53. Harada M., Luo X., Murohara T., Yang B., Dobrev D., Nattel S. MicroRNA regulation and cardiac calcium signaling: role in cardiac disease and therapeutic potential. Circ. Res. 2014; 114 (4): 689–705. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.114.301798.
54. Denham N.C., Pearman C.M., Caldwell J.L., Madders G.W.P., Eisner D.A., Trafford A.W., Dibb K.M. Calcium in the pathophysiology of atrial fibrillation and heart failure. Front. Physiol. 2018; 9: 1380. DOI: 10.3389/fphys.2018.01380.
55. Chiang D.Y., Kongchan N., Beavers D.L., Alsina K.M., Voigt N., Neilson J.R., Jakob H., Martin J.F., Dobrev D., Wehrens X.H., Li N. Loss of microRNA-106b-25 cluster promotes atrial fibrillation by enhancing ryanodine receptor type-2 expression and calcium release. Circ. Arrhythm. Electrophysiol. 2014; 7(6): 1214–1222. DOI: 10.1161/CIRCEP.114.001973.
56. Canon S., Caballero R., Herraiz-Martínez A., Perez-Hernández M., Lopez B., Atienza F., Jalife J., Hove-Madsen L., Delpón E., Bernad A. miR-208b upregulation interferes with calcium handling in HL-1 atrial myocytes: Implications in human chronic atrial fibrillation. J. Mol. Cell Cardiol. 2016; 99: 162–173. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2016.08.012.
57. D’Alessandra Y., Devanna P., Limana F., Straino S., Di Carlo A., Brambilla P.G., Rubino M., Carena M.C., Spazzafumo L., De Simone M., Micheli B., Biglioli P., Achilli F., Martelli F., Maggiolini S., Marenzi G., Pompilio G., Capogrossi M.C. Circulating microRNAs are new and sensitive biomarkers of myocardial infarction. Eur. Heart J. 2010; 31 (22): 2765–2773. DOI: 10.1093/eurheartj/ehq167.
58. Widera C., Gupta S.K., Lorenzen J.M., Bang C., Bauersachs J., Bethmann K., Kempf T., Wollert K.C., Thum T. Diagnostic and prognostic impact of six circulating microRNAs in acute coronary syndrome. J. Mol. Cell Cardiol. 2011; 51 (5): 872–875. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2011.07.011.
59. Zampetaki A., Willeit P., Drozdov I., Kiechl S., Mayr M. Profiling of circulating microRNAs: from single biomarkers to re-wired networks. Cardiovasc. Res. 2012; 93 (4): 555–562. DOI: 10.1093/cvr/cvr266.
60. Natsume Y., Oaku K., Takahashi K., Nakamura W., Oono A., Hamada S., Yamazoe M., Ihara K., Sasaki T., Goya M., Hirao K., Furukawa T., Sasano T. Combined analysis of human and experimental murine samples identified novel circulating microRNAs as biomarkers for atrial fibrillation. Circ. J. 2018; 82 (4): 965–973. DOI: 10.1253/circj.CJ-17-1194.
Рецензия
Для цитирования:
Чаулин А.М., Дупляков Д.В. МикроРНК: роль в патофизиологии фибрилляции предсердий и возможности использования в качестве биомаркера. Бюллетень сибирской медицины. 2021;20(3):203-212. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2021-3-203-212
For citation:
Chaulin A.M., Duplyakov D.V. Microrna: the role in the pathophysiology of atrial fibrillation and potential use as a biomarker. Bulletin of Siberian Medicine. 2021;20(3):203-212. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2021-3-203-212
Просмотров:
1059
Послать статью по эл. почте 