Interaktioner mellan långa icke-kodande RNA och mikroRNA påverkar sjukdomsfenotyp vid diabetes och diabetisk njursjukdom
Mar 12, 2022
Abstrakt:Storskalig RNA-sekvensering och genomomfattande profileringsdata avslöjade identifieringen av en heterogen grupp av icke-kodande RNA, känd som långa icke-kodande RNA (lncRNA). Dessa lincRNA spelar en central roll i hälso- och sjukdomsprocesser vid diabetes och cancer. Det kritiska sambandet mellan avvikande uttryck av lncRNA vid diabetes och diabetikernjursjukdomhar blivit rapporterad. LncRNA reglerar olika mål och kan fungera som svampar för regulatoriska mikroRNA, som påverkar sjukdomsfenotypen injurar.Viktigt är att lncRNA och mikroRNA kan reglera dubbelriktade eller överhörningsmekanismer, som behöver undersökas ytterligare. Dessa studier erbjuder den nya möjligheten att lncRNA kan användas som potentiella terapeutiska mål för diabetes och diabetikernjursjukdomar. Här diskuterar vi funktionerna och mekanismerna för verkan av lncRNA, och deras överhörningsinteraktioner med mikroRNA, som ger insikt och löfte som terapeutiska mål, och betonar deras roll i patogenesen av diabetes och diabetiker.njursjukdom.
Nyckelord:långa icke-kodande RNA; mikroRNA i njure; njurfibros; EMT; EndMT; diabetes mellitus; diabetisk njursjukdom; njur-
CISTANCHE KOMMER FÖRBÄTTRA NJUR-/NJÖRSJUKDOMAR
Långt icke-kodande RNA (lncRNA)Långa icke-kodande RNA (LncRNA) står för huvudklassen av icke-kodande RNA i genomet och är linjära transkript längre än 200 nukleotidsekvenser som delar liknande egenskapermed mRNA [1]. De flesta LncRNA:er transkriberas av RNA-polymeras II och har ett lock vid de 50 ändarna och splitsningen och den polyadenylerade svansen vid de 30 ändarna. LncRNA har definierade promotorregioner [1]. Men jämfört med mRNA har lncRNA inte öppna läsramar (ORF) och har mindre exoner (lncRNA innehåller cirka 2,8 exoner medan mRNA innehåller 11 exoner). LncRNA kan transkriberas som ett helt eller partiellt naturligt antisense transkript (NAT) till kodande gener, eller lokaliseras mellan gener eller inom introner [1]. Vissa lncRNA härstammar från pseudogener [2]. LncRNA kan delas in i flera subtyper enligt deras position (såsom antisense, intergenisk, överlappande, intronisk, dubbelriktad och försänkt) och transkriptionell riktning i förhållande till andra gener [3,4].
Syntesprocedur och platsGenuttrycksprofilering och in situ hybridiseringsstudier har visat att uttrycket av lncRNA kan vara vävnads- och cellspecifikt och kan variera rumsligt, tidsmässigt eller som svar på stimuli [5]. Många lncRNA finns uteslutande i kärnan, men vissa är cytoplasmatiska eller finns i både kärnan och cytoplasman. LncRNA är kritiska regulatorer av genuttryck och har funktioner i ett brett spektrum av cellulära och utvecklingsprocesser [5]. LncRNA fungerar genom både hämning och aktivering av gener [6]. LncRNA klassificeras i fyra grupper baserat på deras placering i genomet: (1) de intergena lncRNA:n, (2) sense- eller antisens-lncRNA:n, (3) de introniska lncRNA:n och (4) de bearbetade transkripten; dessa lncRNAs finns i ett gen-loci som inte har någon ORF [6,7]. Baserat på deras funktioner har lncRNA karakteriserats som en signal, lockbete, ställning, guide, förstärkar-RNA och korta peptider [8,9]. Signal lncRNA fungerar som en molekylär signal som reglerar transkriptionsprocesser [10]. Decoy lncRNAs verkar genom att minska tillgängligheten av nyckelmolekyler som är involverade i genreglering. Dessa lncRNA ändrar transkriptionsnivån genom att sekvestrera regulatoriska faktorer och mikroRNA, vilket minimerar deras uttrycksnivå [11]. Ställningsklassen av lncRNA ger strukturellt stöd för komplexa proteiner [12] och transkriptionell aktivering eller repression tilldelas beroende på vilka typer av regulatoriska proteiner och RNA som finns [13]. Guide lncRNA interagerar med ribonukleoproteinkomplex och påverkar gentranskriptionsnivån [14].
LNC:er i diabetisk njursjukdomTillgängliga bevis har indikerat de viktiga rollerna för lncRNA i patofysiologin hos diabetikernjursjukdom(DKD), och överhörningen mellan lncRNA och DKD rapporterades under de senaste åren [15-19]. Förändrade uttrycksnivåer av lncRNA spelar nyckelroller i utvecklingen av proteinuri och associerad diabetisk nefropati (DN) [15,20]. LncRNA är involverade i utvecklingen avnjursjukdomgenom reglering av många viktiga faktorer, såsom patologiska processer i mesangiala celler, podocyter, reaktiva oxidativa arter, epitel-till-mesenkymal övergång (EMT), endotel-till-mesenkymal övergång (EndMT) och åtgärder på mikroRNA [21–23] .
Flera lncRNA deltar i regleringen avnjursjukdom(Bord 1). Till exempel deltar plasmacytomvarianttranslokation (PVT1) i utvecklingen av DN genom att reglera ECM-ackumulering. PVTI är det första icke-kodande RNA som rapporterats vara associerat mednjursjukdom, som är mycket uttryckt i människanjur-mesangiala celler under höga glukosförhållanden och främjar signifikant uttrycket av fibronektinprotein, typ IV kollagen, TGF- 1 och typ I plasminogenaktivatorhämmare [20,24,25]. Metastas-associerad lungadenokarcinom transkript 1 (MALAT1) är avvikande uppreglerad i tidig DN [26-28]. MALAT1 initierar inflammation och oxidativ stress; dessa patogena vägar reglerar glukosstimulerad induktion av de proinflammatoriska cytokinerna IL-6 och TNF- genom att aktivera serumamyloidantigen 3. Dessa förändringar förändrar endotelcellernas stabilitet i DN [20,29]. Gm4419 är belägen i kromosom 12 och är en regulator av nukleär faktor-kappa lättkedjeförstärkare av aktiverade B-celler (NF-KB), vilket är en avgörande inflammatorisk faktor för DN [20,30]. Gm4419 interagerar med p50 och inducerar NF-KB/NLRP3-inflammasomsignaltransduktionsvägen i mesangiala celler, som är associerad med inflammation, fibros och proliferation vid höga glukostillstånd [30]. NR_033515 är signifikant uppreglerad i serum från DN-patienter [31]. Överuttryck av NR_033515 främjar mesangial cellproliferation och hämmar apoptos [31]. NR_033515 har visat sig uppreglera genuttrycksnivåerna för proliferationsrelaterade gener, fibrosassocierade gener och EMT-markörer genom att rikta in sig på miR-743b-5p [31].Njure-specifik radering av Erbb4-IR har visat sig ge skyddande effekter mot DN-komplikationer [32]. Erbb4-IR hämmar uttrycksnivån för reno-skyddande miR-29b. Därför förhöjdes nivån av fibros av Erbb4-IR i diabetikernjurar[32]. Antisens mitokondriellt icke-kodande RNA-2 (ASncmtRNA-2) är ett mitokondriellt lncRNA [33]. ASncmtRNA-2 uppregleras i åldrande och senescens i endotelceller [33]. ASncmtRNA-2 inducerar oxidativ stress och orsakar tubulär skada genom (i) accelererad lipidperoxidation och proteintvärbindning, (ii) skada på DNA och (iii) främjande av inflammatoriska vägar, såsom NF-KB och transformerande tillväxtfaktor{{ 8}} (TGF 1) [33]. Lnc-MGC regleras av en ER-stressrelaterad transkriptionsfaktor, CHOP (C/EBP homologt protein), och av TGF 1-beroende och oberoende mekanismer [34]. ER-stress ökar hos patienter med progressiv DN [34]. Nukleärt berikat rikligt transkript-1 (NEAT1) uttrycks i hög grad under höga glukosförhållanden och interagerar med AKT/mTOR-vägar [35,36]. NEAT1-hämning leder till undertryckande av nivåer av TGF 1, FN och COL4A1 i DN [36]. NEAT1 främjar högglukosstimulerad mesangial cellhypertrofi genom att rikta in sig på miR- 222-3p/CDKN1B-axeln [37]. På liknande sätt är lncRNA ERBB4-IR involverat i utvecklingen av njurfibros vid diabetes och dess tystnad hos diabetiska möss skyddar mot albuminuri och fibrogena processer [32,38].
CISTANCHE KOMMER FÖRBÄTTRA NJUR/NJURDIALYS
Omvänt undertrycks uttrycket av CYP4B1-PS1-001, som uppreglerar nukleolinproteinnivån, under höga glukosförhållanden [39,40]. CYP4B1-PS1-001-överuttryck undertrycker nivåerna av FN, COL4A1 och proliferationsmarkörer hos diabetiska möss [40]. Ett annat exempel på ett reno-skyddande lncRNA är lncRNA ENSMUST00000147869, som är inriktat på ECM-produktion injurarav diabetiska möss [41]. ENSMUST00000147869 påverkar ECM-syntesen och minskar dramatiskt nivåerna av fibronektin och kollagen IV i mesangiala celler under höga glukosförhållanden [41], även om den exakta rollen för detta lncRNA är okänd. TUG1 fungerar som en repressor för miR-377. miR-377 riktar sig direkt mot 30UTR för PGC-1 och fibrosmarkörer. Därför uppreglerar TUG1 nivån av PGC-1 och lindrar ECM-produktion och nedreglerar expressionsnivåerna av proinflammatoriska cytokiner i högglukosstimulerade mesangiala celler [42]. Myokardinfarktassocierat transkript (MIAT), även känt som retinalt icke-kodande RNA 2 (RNCR2), har varit känt för att associera med hjärtinfarkt [35]. MIAT reglerar cellviabilitet genom att stabilisera nukleär faktor erytroid 2-relaterat faktor 2 (NRF2) uttryck injur-tubuli [20]. NRF2 skyddar patologiskt och funktionelltnjurarmot diabetesskador [43]. Intressant nog kan uttrycket av Nrf2 förstärkas av MIAT-överuttryck i glukosbehandladerenal tubulära epitelcellinjer [44]. Cancermottaglighetskandidat 2 (CASC2) har kritiska funktioner i tumörbildning [45]. Nedreglerat uttryck av CASC2 har observerats i serum ochnjurevävnader hos diabetikernjuraroch förutsäger diabetiska komplikationer [46]. Låga plasmanivåer av CASC2 är associerade med en högre risk förnjursvikthos DN-patienter [47,48]. Ett annat lncRNA, 1700020I14Rik, som finns i kromosom 2 (Chr2: 119594296–119600744), fungerar som ett endogent RNA och reglerar uttrycksnivåerna av mikroRNA vid diabetes [20,49]. Överuttryck av 1700020I14Rik undertrycker uttrycksnivån för miR-34a-5p av Sirt1/HIF-1 signalväg och accelererar fibros i mesangiala celler [49]. CYP4B1-PS1-001 är nedreglerad i tidiga DN [40]. Dess överuttryck hämmar fibros av mesangiala celler genom att interagera med nukleolin [40]. Gm15645 är nedreglerad i DN och högglukosstimulerade, odlade podocyter [50]. Mekanismen för Gm15645 är i motsats till den för Gm5524, vilket påverkar podocytcelldöd och autofagireglering i DN [50]. LINC01619 reglerar miR-27a/FoxO1 (gaffelboxprotein O1) och ER-stressassocierad podocytcellskada vid diabetes [51]. Nedreglerade uttrycksnivåer av LINC01619 är associerade med proteinuri och minskar injurfunktionhos DN-patienter; därför är inriktning på LINC01619 ett av de potentiella terapeutiska alternativen för behandling av DN [51]. Figur 1 visar lncRNA:s inblandning i att påverka EMT, EndMT och glomerulär skada vid diabetisk nefropati.
LncRNAs engagemang i regleringen av EMTEMT involverar en serie processer genom vilka epitelceller förlorar sina epitelegenskaper och förvärvar egenskaper hos mesenkymala celler [52-57]. Figur 1 visar involveringen av lncRNA i regleringen av EMT, EndMT och mesenkymala celler. Epitelceller är normalt tätt associerade med sina grannceller. Däremot bildar mesenkymala celler inte intercellulära adhesionskomplex [58]. Mesenkymala celler är långsträckta i form och uppvisar end-to-end polaritet och fokala vidhäftningar, vilket möjliggör ökad migrationskapacitet [58]. Huvudfunktionen hos fibroblaster, som är prototypiska mesenkymala celler som finns i flera vävnader, är att upprätthålla strukturell integritet genom att utsöndra extracellulär matris (ECM). Fibroblastspecifikt protein 1 (FSP-1), alfa-slätmuskelaktin (SMA), vimentin, fibronektin och kollagen I är de markörer som kännetecknar mesenkymala produkter hos diabetikernjurar[58–60]. Inflammation resulterar i rekryteringen av flera typer av celler som är involverade i induktionen av EMT-processer. Förhöjda nivåer av TGF 1, blodplättshärledd tillväxtfaktor (PDGF), epidermal tillväxtfaktor (EGF) och fibroblasttillväxtfaktor -2 (FGF-2) bidrar till EMT-processer [59–61]. MALAT1, NR_033515, Erbb4-IR, GAS5 och CJ241444 är involverade i tubulär skada och bidrar till EMT-processer medan MIAT och LncRIAN har visat tubulär skyddande aktivitet och kan ha reglerat EMT-processer hos diabetikernjurar(Figur 1).
LncRNAs engagemang i regleringen av EndMTEndotelceller bildar fibroblaster genom att genomgå en övergång, kallad EndMT [57, 58,62–65]. EndMT kännetecknas av förlusten av endotelcellsfenotyper och vinsten av mesenkymala proteiner [58,62,64-67]. och deltar i fibrogena processer injuraroch hos diabetikernjurar,kan förändra fysiologin och funktionen hos andra närliggande celler [58,62,65,68]. Patologiska stimuli som inflammation, diabetes och åldrande påverkar EndMT-händelser injurar[69]. Endotelial SIRT3, den nukleära receptorn glukokortikoidreceptorn (GR) och cellytan FGFR1 är kritiska regulatorer av TGF-signalering och EndMT hos diabetikernjurar[70–73]. Denjurediabetiska möss visade både progressiv glomerulär skleros och tubulointerstitiell fibros, vilket var associerat med ungefär 40 procent av alla FSP-1-positiva celler och 50 procent av SMA-positiva stromaceller var CD31-positiva [74] . På samma sätt, injurarav COL4A3 knockoutmöss var 45 procent av alla SMA-positiva fibroblaster och 60 procent av alla FSP-1-positiva fibroblaster CD31-positiva, vilket tyder på att dessa fibroblaster är av endotelursprung och att EndMT kan bidra kritiskt till utveckling och progression av njurfibros [74]. Under processen för EndMT leder biokemiska förändringar till minskat uttryck av endotelmarkörer och ökningen av mesenkymala markörer såsom FSP-1, SMA, glatt muskel 22-alfa (SM22), N-cadherin, fibronektin , vimentin, kollagen typ I och III, nestin, differentieringskluster, 73 (CD73), matrismetalloproteinas-2 (MMP-2) och matrismetalloproteinas-9 (MMP- 9 ) [58,75,76]. MALAT1, Erbb4-IR och ASncmtRNA2 orsakar endotelcellskada och kan involvera EndMT-associerad njurfibros (Figur 1). LncRNA H19 är associerad mednjurefibros genom att aktivera EndMT-processerna vid diabetes (Figur 1).
CISTANCHE KOMMER ATT FÖRBÄTTRA NJUR-/NJURINFEKTION
LNC:er Interaktion med mikroRNA: miRNA och lncRNA-interaktion är en av mekanismerna för reglering av genuttryck [77]. Denna flernivåreglering är involverad i nästan alla fysiologiska och cellulära processer på transkriptionell, post-transkriptionell och post-translationell nivå [77,78]. I vissa studier har det rapporterats att miRNA utlöser lncRNA-sönderfall [77]. Tvärtom, lncRNA genererar miRNA, fungerar som miRNA-svampar och miRNA lockbete, och konkurrerar med miRNA för bindning vid mRNA [77]. LncRNA-gener kan hysa mikroRNA och dessa mikroRNA kan frigöras genom post-transkriptionell bearbetning. Till exempel fungerar lncRNA PVT1 som en värd för miR-1207-5p och har varit inblandad i DN [79]. mikroRNA är ofta närvarande i kluster, efter att ha lokaliserats till PVT1-lokuset, och uppregleras av högt glukos och påverkar extracellulär matrisackumulering [80]. miRNA-kluster i lncRNA kan bli mycket stora, vilket framgår av ett megakluster av mer än 40 miRNA som finns i lnc-MGC [34]. Detta kluster induceras i diabetiska glomeruli genom endoplasmatisk retikulumstresssignalering, som svarar på hög glukos och TGF-aktivering också [34].
Interaktionerna mellan mikroRNA och lncRNA är viktiga för att studera nyckelstegen i DN-progression. DN-möss uppvisar interaktioner mellan lncRNA CJ241444-miR-192 som inducerar TGF 1/Smad3-signalering [81] och lncRNA Erbb4- IR-miR-129b aktiverar kollagengener och ECM gener och därmednjurskada[82]. Dessa lncRNA kan fungera som miRNA-svampar [32,81]. På liknande sätt deltar lncRNA PVT-1 i ECM-ackumulering via åtgärderna från dess härledda miRNA, miR-1207-5p och miR-1207-3p [25]. Under höga glukosförhållanden orsakar högre uttryck av både PVT-1 och dess miRNA en ökning av TGF 1/Smad3-signalering och ECM-ackumulering [25]. På liknande sätt är miR-379-kluster som regleras av ER-stress i DN och lncMGC också värd i samma kluster [34]. LncMGC reglerar uttrycket av miR-379-klustren, och uppregleringen av miR-379-klustren inducerar ECM-ackumulering och renal hypertrofi [34]. Således kan antagonism av lncMGC-uttryck användas som ett potentiellt terapeutiskt medel för DN för att minska effekterna av miR-379-klustret, efter ER-stress [34]. Förutom det är lncRNA NEAT1-antagonism också en potentiell terapi, eftersom NEAT1-antagonism leder till undertryckande av ECM-avsättning via minskning av ASK1, FN och TGF 1-produktion [83]. Denna NEAT1-associerade ECM-undertryckning beror på dess interaktion med miR-27b-3p och dess mål, TGF och Zeb1 [83]. Administrering av det antiapoptotiska lncRNA:t, TUG-1, undertrycker miR-377-uttryck och dess målgen PPAR och förhindrar därmed ECM-ackumulering i DN-möss [42]. Därför kan behandling för att öka TUG-1-uttrycket vara fördelaktigt för att behandla DN-fenotypen och återställanjurstruktur, även om ytterligare studier behövs för att förstå dess potential [42]. Dessa fynd kommer att möjliggöra utvecklingen av en förståelse för interaktionerna mellan lncRNA och deras mål miRNA, vilket kan vara användbart för terapeutiskt målval för att förhindra ECM-avsättning och för hantering av DN-progression. Figur 2 visar LncRNAs och mikroRNAs interaktioner i regleringen av diabetisk nefropati
LNC:er i reglerna för antififibrotiska mikroRNA CrosstalkTGF undertrycker antifibrotiska miRNA som miR-29-kluster och miR-let-7-kluster [84]. Undertryckande av sådan TGF 1-reglerad överhörning av miRNA rapporterades hos patienter med typ I-diabetes som hade högre frekvens av ESRD-progression [85]. Data från vårt laboratorium visar att kluster av miR-29-familjen och miR-let-7-familjen visade en skyddande effekt mot endotel-till-mesenkymal övergång (EndMT) och visar dubbelriktad reglering under fysiologiska förhållanden [ 86–89]. Denna dubbelriktade reglering är väsentlig för endotelcellshomeostas och skyddar mot EndMT hos diabetikernjurar[76]. Inriktning på EndMT är ett av de potentiella terapeutiska alternativen för behandling av diabetikernjurefibros [56,58]. miR-29-kluster visar negativ, dubbelriktad reglering med TGF-receptorer [76]. miRNA reglerar genuttryck av varandra direkt eller indirekt. Detta överhörningsfenomen är kopplat till upprätthållandet av antifibrotisk aktivitet injureoch dess störning resulterar i accelererad njurfibros [76]. Interventioner som förhindrar störningar av denna överhörning är fördelaktiga för att skydda motnjursjukdomar[56,86]. DPP-4-hämning visar undertryckning i TGF-signaldriven EndMT hos diabetikernjurargenom att höja miR-29-kluster [67,88]. miR-29-kluster riktar sig mot den profibrotiska molekylen DPP-4, och dess hämning höjer miR-29-nivån; därför är DPP-4-hämmare potentiella leads för behandling av diabetisk nefropati [88].
MiR-let-7 hämmar TGF-receptor 1 [90], och TGF-smad3-signalering har visats som en hämmande väg för miR-29-genuttryck [84,88,91,92]; därför, som förväntat, inducerar miR-let-7 uttrycket av miR-29 i endotelceller. En alternativ mekanism för miR-29-linked-miR-let-7-uttryck förklarades av interferon-gamma (IFN)-FGFR1-axeln. miR-29 riktar sig mot IFN- [93] och dessutom hämmar IFN- FGFR1. FGFR1 spelar en avgörande roll i uttrycket av miR-let-7 familjekluster [90]. Nedreglering av miR-29-kluster orsakar en ökning av IFN-nivåer, vilket därefter motverkar FGFR1- och FGFR1-associerade uttryck av miR-let-7-kluster. Detta undertryckande av miR-let-7-uttryck orsakar aktivering av TGF R1-proteinuttryck. Att trigga TGF-/smad3-signalering hämmar i sin tur uttrycket av miR-29-familjekluster [88]. AcSDKP är en nyckelpeptid som delvis syntetiseras i de distala tubulära regionerna från den enzymatiska effekten av polyoligopeptidas på tymosin 4 och bryts ned av angiotensin-omvandlande enzym. Därför har angiotensinomvandlande enzymhämmare visats höja nivån av AcSDKP i plasman hos möss och diabetiker [86,89]. Flera studier har analyserats för njurskyddande förmåga hos AcSDKP och ACE-hämmare kan utföra antifibrotiska aktiviteter genom att delvis höja AcSDKP-nivåerna [70,89,94]. Viktigast av allt är AcSDKP en nyckel endogen peptid som återställernjurestrukturerar och undertrycker njurfibros genom att motverka DPP-4-associerad EndMT genom att höja regleringar av mimicroRNA-överhörning mellan miR-29 och miR-let-7 [86]. Dessutom höjer hämning av ACE nivån av AcSDKP och orsakar uppreglering av antifibrotiska mikroRNA och återställer det antifibrotiska överhörandet i odlade endotelceller, medan angiotensinreceptorblockerare har minimala effekter [76,86,89]. Dessa händelser kontrollerar överhörningsreglering mellan miR-29 och miR-let-7 i fibrotiska njurar hos diabetiska möss [86]. AcSDKP upprätthållernjurehomeostas delvis genom att höja den dubbelriktade regleringen mellan miR-29s och miR-let-7s [76,86].
Lnc-H19-uttryck är uppreglerat i TGF 2-inducerade endotelceller och i fifibiotiskanjurarav diabetiska möss [22]. H19-dämpning minskar avsevärt EndMT ochnjurefibros [22]. Det uppreglerade H19-uttrycket i diabetiska njurar är associerat med nedreglerade nivåer av miR-29a [22]. H19 och miR-29 association bidrar till ett regulatoriskt nätverk involverat i EndMT [22]. Liknande H19-regleringsmekanismer har tidigare rapporterats, såsom H19/miR675-vägen, som hämmar celltillväxt och Igf1r-uttryck [95]; H19/Let-7-medierad hämning av HMGA2-medierad epitel-till-mesenkymal övergång [96] och H19/miR-675-axeln hämmar prostatacancermetastas via TGF 1 [97]. Xie et al. (2016) fann också att H19-interaktion med miR17 bidrog till ett regulatoriskt nätverk involverat i njurfibros [98]. H19 fungerar som ett kompetitivt endogent RNA. Det regulatoriska nätverket integrerar det transkriptionella och post-transkriptionella regulatoriska nätverket av EndMT och njurfibros [22]. Intressant nog förändrade hämning av H19 endast miR-29a-nivåerna, inte miR-29b eller miR-29-c, och undertryckte TGF-/Smad-signalering för att reglera EndMT och njurfibros vid diabetes [22].
LncRNA-miRNA-baserad behandling för DKD, framtida riktningar och perspektivMånga icke-kodande RNA (miRNA, lncRNA och circRNAs) reglerar uttrycket av kritiska gener involverade i DN-fenotyper. Dessa icke-kodande RNA (nc RNA) är stabila i biologiska vätskor och kan erbjuda potentiella biomarkörer i en mängd olika sjukdomar. Icke-kodande RNA är involverade i sjukdomsprocesserna hypertrofi, ECM-syntes, apoptos och njurfibros. Dessutom har en del forskning utvecklats för att syntetisera ncRNA-baserade behandlingar, med ett fåtal av dessa ncRNA redan i den kliniska prövningsfasen. Därför skulle dessa ncRNA-baserade terapier vara ett alternativt tillvägagångssätt för behandling av DN [99]
MiRNA-baserade läkemedel kan användas som en alternativ terapi för behandling av flera sjukdomar inklusive diabetisk nefropati. Tillämpningen av artificiellt syntetiserade oligonukleotider på härmar (miRNA-härmar) eller knockdown-mikroRNA (antagomiRs) har utvecklats [99 100]. I denna serie utvecklades låst nukleinsyra (LNA)-hämmare för att undertrycka ett specifikt miRNA-uttryck eller verkan [99 100]. Dramatiskt förbättrar LNA-miR-192-behandling DN-fenotypen och kan därför användas som en potentiell DN-terapi [101]. Annat arbete har visat att subkutan injektion av anti-miR-21 undertryckte fibrosnivån hos kroniskanjursjukdommöss [102]. miR-29-familjen förbättrar avsevärt njurstrukturen och fibros är DN-möss [103], så anti-miR-29-baserad terapi skulle potentiellt kunna användas som ett alternativ för DN-behandling. miRNA-baserad behandling har tagit fart under det senaste decenniet. Problemet ligger dock i leveransmetoderna. miRNA reglerar flera mål samtidigt; sålunda kan de påverka andra vägar. Därför byter forskning inom miRNA-baserade terapier nu till att fokusera på leveransmetoder och effektivitet och säkerhet för att rikta in sig på en specifik väg och vävnadslokalisering [104–106].
Dessutom bör storleken på den terapeutiska molekylen vara tillräckligt liten för att passera endotelet till organet eller platsen av intresse och bör inte filtreras bort avnjure[107]. Intressant nog är detta filtreringsproblem en fördel för miRNA-baserad behandling, eftersom epitelcellerna reabsorberar de terapeutiska medlen från ultrafiltratet, vilket minskar förlusten [107,108]. Därför tror man att miRNA-baserade behandlingar säkert kan användas för DN-subjekt, även om avancerat arbete eller stora kliniska prövningar fortfarande behövs. Flera miRNA-baserade behandlingar har avancerat till kliniska prövningar, men ingen för behandling av DN. Miravirsen (LNA-baserad miR-122-hämmare) har redan gått in i kliniska fas II-prövningar för att behandla HCV-infektion hos patienter [109]. Många miRNA-baserade läkemedel är för närvarande under utveckling för flera andra sjukdomar; därför är användningen av miRNA-baserad behandling för DN ett nytt hopp. Ett annat möjligt behandlingsalternativ är den lncRNAs-medierade behandlingen för DN. Det är jämförelsevis fördelaktigt att rikta in sig på lncRNA-uttrycket jämfört med miRNA, på grund av dess funktionella roll i transkriptionskontroll, vävnadsspecifikt uttryck och sjukdomsspecifika förändringar. LncRNA finns huvudsakligen i kärnan; syntetiska antisens-oligonukleotider (ASOs) föreslås allmänt för att tysta lncRNA-uttrycket i kärnan genom att påbörja RNas H-beroende nedbrytning [110,111]. Utformningen av ASO:er är mycket viktig eftersom den ska binda till den LncRNA-specifika platsen och rikta in sig på ett enda lncRNA. Dessutom är den verkliga utmaningen att behandla med ASO in vivo. I likhet med miRNA-baserade behandlingar ligger problemen i leveranseffektiviteten och effektiviteten.
CISTANCHE KOMMER FÖRBÄTTRA NJUR-/NJÄRSMÄRTA
Ett annat problem relaterat till lncRNA-baserad terapi är den heterogena naturen och den okonserverade intronsekvensen av lncRNAs [1112]. Ytterligare studier behövs för att identifiera små molekyler som inducerar uttrycket av njurskyddande icke-kodande RNA. Det finns ett behov av att söka efter föreningar som inducerar uttrycket av antifibrotiska icke-kodande RNA i diabetiska njurar, såsom flavonoider, chalkoner, polyhydrokinoliner, propiofenonderivat, deoxiandrografolider, 2-metoxiöstradiol och tiazolidin- 4- ett derivat; dessa syntetiska eller växtbaserade föreningar har visat skyddande effekter i musmodeller av diabetes mellitus [113-125], och skulle kunna testas ytterligare och användas i hanteringen av DN. ncRNA spelar avgörande roller i patogenesen av typ II DM och diabetiska komplikationer; trots deras begränsningar bör vävnadsspecifika mikroRNA-uttryck studeras ytterligare [56,126,127]. Fysiologisk dysfunktion, metabola förändringar, stress och inflammation observeras före senare kännetecken som proteinuri, vilket är en stor bidragande orsak till utvecklingen av DKD [20]. Proteinuri bestämmer kardio-renala utfall hos patienter med DKD [128–130]. Högre proteinuri leder till tubulär skada och är associerad med njurinflammation och interstitiell fibros vid diabetes [129–131]. Minutolo et al. studerat den avgörande rollen av proteinuri hos patienter som har kroniska diabetikernjursjukdom(DM-CKD), och diskuterade ny information om kardiorenal prognos hos DM-CKD-patienter [128]. I frånvaro av proteinuri hade DM-CKD-patienter inte ökad kardiorenal risk jämfört med icke-diabetes CKD-patienter [128]. Hos CKD-patienter med proteinuri berodde dock risken för njursjukdom i slutstadiet främst av proteinurinivån oberoende av diabetes [20,132]. De fysiologiska och cellulära rollerna för förändrade uppsättningar av mikroRNA och lncRNA är relevanta för att studera proteinuri och associerad DN. Dessutom kan lncRNA som GAS5 och GM6135, som uppregleras under njurinflammation, åtgärdas av en Lnc-hämmare [133,134]. På samma sätt tar forskningen om cirkulära RNA och deras roll i hälsa och sjukdomar hos diabetiska njurar fart också. circRNA_15698, circLRP6, circACTR2, circHIPK3 och circ_0000491 är associerade med njurinflammation och fibros medan circRNA_010383 är renoskyddande [135–140]. Därför en bättre förståelse för rollen av dessa reglerande cirkulära RNA i olika fysiologinjurecelltyper behövs. Tabell 1 visar listan över lncRNA och cirkulära RNA och deras mål injursjukdom.Rollen för lncRNA bör analyseras i prekliniska miljöer innan de utnyttjar deras terapeutiska potential vid behandling av diabetisk nefropati. Därför behövs omfattande forskning som visar rollen av miRNAs och LncRNAs interaktion för att validera möjligheten att använda dessa miRNAs/lncRNAs-baserade behandlingar vid proteinuri och associerad DN.
Slutsatser interaktioner mellan miRNA och lncRNA påverkar DKD-progression genom att rikta in sig på gener relaterade till fibrogenes, ER-stress, inflammation, oxidativ stress och metabolisk dysfunktion [8,49,110]. Identifiering av vägar som reglerar särdrag i tidigt stadium (fysiologisk dysfunktion, metabolisk förändring, ER-stress och inflammation) och sent stadium (proteinuri) är av avgörande betydelse i studier av DN-patogenes. miRNAs och LncRNAs interaktioner öppnar ett brett område för grundforskning och för utveckling av nya terapeutiska alternativ mot diabetiska komplikationer inklusive DKD.
