Профиль экспрессии планцентарных микроРНК – регуляторов окислительного стресса при синдроме задержки роста плода

DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2019.1.74-80

04.02.2019
51

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. .И.Кулакова», Минздрава РФ, Москва

Цель исследования. Оценить профиль дифференциально экспрессирующихся микроРНК, ассоциированных с окислительным стрессом и дисфункцией сосудов плаценты, при синдроме задержки роста плода (ЗРП).
Материал и методы. В группах беременных с ранней и поздней ЗРП, контрольных группах соответствующего срока оценена экспрессия микроРНК: miR-16-5p, miR-26b-5p, miR-100-5p, miR-125b-5p, miR-146a-5p, miR-182-5p, miR-199a-5p, miR-221-3p, miR-451a и miR-574-3p в плацентарной ткани методом количественной ОТ-ПЦР в реальном времени.
Результаты. В ткани плаценты у беременных с ЗРП выявлены достоверные изменения уровней экспрессии микроРНК: при ранней ЗРП – miR-125b-5p, miR-221-3p, miR-451a и miR-574-3р, при поздней ЗРП – miR-451a и miR-574-3р, играющих важную роль в регуляции окислительного стресса. В соответствии с базой данных DAVID v.6.8 определены потенциальные мишени вышеуказанных микроРНК, которые детерминированы в качестве ключевых участников ряда биологических путей: TGFβ-, TNFα-, VEGF-, HIF1α-, FOXО-, MAPK- сигнальные пути.
Заключение. Оценка экспрессии тканевых микроРНК, регулирующих сбалансированную работу генов про- и антиоксидантной системы, позволяет в дальнейшем определить их диагностический потенциал в плазме пуповинной крови и крови беременных с ЗРП.

Внутриутробная задержка роста плода (ЗРП) – наиболее распространенное осложнение, затрагивающее до 5–10% беременностей. Одной из основных причин ее возникновения является плацентарная недостаточность, которая обусловлена метаболическими и гемодинамическими расстройствами в функциональной системе «мать-плацента-плод», вследствие чего снижается поступление питательных веществ и кислорода, приводящее к нарушению соматического роста плода [1, 2]. Данное нарушение можно оценивать количественно – вес плода меньше 10-го процентиля для соответствующего гестационного возраста в сочетании с ультразвуковыми признаками ЗРП и аномальными допплерометрическими показателями в пупочной и средне-мозговой артериях [1]. У маловесных плодов в четыре раза повышен риск: 1) перинатальной смертности; 2) развития респираторного дистресс-синдрома и некротизирующего энтероколита; 3) неблагоприятных неврологических исходов, связанных с нарушением объема и миелинизацией церебральных структур мозга [2, 3].

Механизмы, лежащие в основе ЗРП, изучены недостаточно, поскольку данная патология полиэтиологична. К основным факторам развития ЗРП относятся: 1) фетальный фактор (генетические и хромосомные аномалии); 2) плацентарный (нарушение процессов имплантации и плацентации); 3) материнский фактор (сосудистые заболевания, гипоксия, дефицит питания, воздействие токсинов и инфекционных агентов) [1]. Существенную роль в запуске патологических реакций, приводящих к гестационным осложнениям, в том числе к ЗРП, играет окислительный стресс (ОС), представляющий собой нарушение баланса в системах свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты [4]. ОС, возникающий вследствие плацентарной ишемии/реоксигенации, обусловленной материнско-плодовой сосудистой мальперфузией, оказывает высокотоксичные эффекты при образовании пероксидов и свободных радикалов, приводящие к структурным повреждениям клеток и тканей организма [4]. Активные формы кислорода оказывают влияние на экспрессию плацентарного (PLGF) и эндотелиального факторов роста (VEGF), а повышенная генерация супероксида и оксида азота с образованием пероксинитрита приводит к сосудистой дисфункции [5].

Возрастающий интерес к исследованию малых некодирующих РНК – микроРНК (мкРНК), выступающих в роли модуляторов значительного числа биологических процессов, открывает новые возможности понимания патогенеза нарушений, связанных с плацентарной недостаточностью. В частности, идентифицированы мкРНК (miR-518b, miR-1323, miR-516b, miR-515-5p, miR-520h, miR-519d и miR-526b), экспрессия которых снижена при ЗРП [6, 7]. Показано участие членов семейства miR-200, miR-21, miR-23a/b в сосудистой дисфункции, опосредованной ОС [7, 8], а miR-210 является индикатором гипоксии и ключевым участником в митохондриальном метаболизме, поскольку ее повышенная экспрессия способствует образованию активных форм кислорода [7, 9]. Следует отметить, что большинство проводимых исследований по экспрессии мкРНК при гестационных патологиях, патогенез которых обусловлен, в том числе, ОС, были сосредоточены, в основном, на преэклампсии. Так, в ряде работ представлены дифференциально экспрессирующиеся мкРНК, ассоциированные с ОС, а именно: miR-1, miR-16, miR-20a, miR-26b, miR-29b, miR-126-3р, miR-144-3р, miR-146b-5р, miR-155, miR-181, miR-182, miR-195, miR-204, miR-210, miR-335 и miR-451а [7, 10, 11]. В связи с чем, в настоящей работе была оценена экспрессия мкРНК, как регулирующих работу антиоксидантных ферментов, так и модулирующих производство активных форм кислорода при ранней и поздней ЗРП.

Материал и методы исследования

Формирование клинических групп пациентов

В исследование были включены беременные, находившиеся под наблюдением в Национальном медицинском исследовательском центре акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И. Кулакова Минздрава РФ. Общая выборка из 32 пациенток репродуктивного возраста была разделена на 4 группы: 1) группу с ранней ЗРП составили беременные, родоразрешение которых было проведено до 34 недели гестации (n=7); 2) в группу с поздней ЗРП вошли беременные, родоразрешение которых было проведено после 34 недели гестации (n=6); 3) и 4) контрольные группы, соответствующие основным группам по срокам гестации (7 беременных с преждевременными родами до 34 недели (30±2); 12 беременных с доношенным сроком (37±1) и физиологически п...

Список литературы

  1. Devaskar S.U., Chu A. Intrauterine growth restriction: hungry for an answer. Physiology (Bethesda). 2016; 31(2): 131-46. https://dx.doi.org/10.1152/physiol.00033.2015.
  2. Audette M.C., Kingdom J.C. Screening for fetal growth restriction and placental insufficiency. Semin. Fetal Neonatal Med. 2018; 23(2): 119-25. https://dx.doi.org/10.1016/j.siny.2017.11.004.
  3. Miller S.L., Huppi P.S., Mallard C. The consequences of fetal growth restriction on brain structure and neurodevelopmental outcome. J. Physiol. 2016; 594(4): 807-23. https://dx.doi.org/.1113/JP271402.
  4. Schoots M.H., Gordijn S.J., Scherjon S.A., van Goor H., Hillebrands J.L. Oxidative stress in placental pathology. Placenta. 2018; 69: 153-61. https://dx.doi.org/10.1016/ j.placenta.2018.03.003.
  5. Myatt L., Cui X. Oxidative stress in the placenta. Histochem. Cell Biol. 2004; 122(4): 369-82. https://dx.doi.org/10.1007/s00418-004-0677-x.
  6. Higashijima A., Miura K., Mishima H., Kinoshita A., Jo O., Abe S. et al. Characterization of placenta-specific microRNAs in fetal growth restriction pregnancy. Prenat. Diagn. 2013; 33(3): 214-22.
  7. Rudov A., Balduini W., Carloni S., Perrone S., Buonocore G., Cristina M. Involvement of miRNAs in placental alterations mediated by oxidative stress. Oxid. Med. Cell. Longev. 2014; 2014: 103068. https://dx.doi.org/10.1155/2014/103068.
  8. Magenta A., Greco S., Gaetano C., Martelli F. Oxidative stress and microRNA in vascular diseases. Int. J. Mol. Sci. 2013; 14(9): 17319-46.
  9. Cicchillitti L., Di Stefano V., Isaia E., Crimaldi L., Fasanaro P., Ambrosino V. et al. Hypoxia-inducible factor 1-alpha induces miR-210 in normoxic differentiating myoblasts. J. Biol. Chem. 2012; 287(53):44761-71.
  10. Hu Y., Li P., Hao S., Liu L., Zhao J., Hou Y. Differential expression of microRNAs in the placentae of Chinese patients with severe pre-eclampsia. Clin. Chem. Lab. Med. 2009; 47(8): 923-9.
  11. Cross C.E., Tolba M.F., Rondelli C.M., Xu M., Abdel-Rahman S.Z. Oxidative stress alters miRNA and gene expression profiles in villous first trimester trophoblasts. Biomed. Res. Int. 2015; 2015: 257090. https://dx.doi.org/10.1155/2015/257090.
  12. Team R.C. R: A language and environment for statistical computing. R foundation for statistical computing, Vienna, Austria, 2017. Available at: https://www.R-project.org/
  13. Hromadnikova I., Kotlabova K., Hympanova L., Krofta L. Cardiovascular and cerebrovascular disease associated microRNAs are dysregulated in placental tissues affected with gestational hypertension, preeclampsia and intrauterine growth restriction. PLoS One.| 2015; 10(9): e0138383. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0138383.
  14. Hromadnikova I., Kotlabova K., Ivankova K., Vedmetskaya Yu., Krofta L. Profiling of cardiovascular and cerebrovascular disease associated microRNA expression in umbilical cord blood in gestational hypertension, preeclampsia and fetal growth restriction. Int. J. Cardiol. 2017; 249: 402-9. https://dx.doi.org/10.1016/j.ijcard.2017.07.045.
  15. Hromadnikova I., Kotlabova K., Hympanova L., Krofta L. Gestational hypertension, preeclampsia and intrauterine growth restriction induce dysregulation of cardiovascular and cerebrovascular disease associated microRNAs in maternal whole peripheral blood. Thromb. Res. 2016;137: 126-40.
  16. Liu X., Cheng Y., Yang J., Xu L., Zhang C. Cell-specific effects of miR-221/222 in vessels: molecular mechanism and therapeutic application. J. Mol. Cell. Cardiol. 2012; 52(1): 245-55. https://dx.doi.org/ 10.1016/j.yjmcc.2011.11.008.
  17. Sladek S.M., Magness R.R., Conrad K.P. Nitric oxide and pregnancy. Am. J. Physiol. 1997; 272(2, Pt 2): R441-63.
  18. Zhang C., Zhang J., Zhang A., Wang Y., Han L., You Y. et al. PUMA is a novel target of miR-221/222 in human epithelial cancers. Int. J. Oncol. 2010; 37(6): 1621-6.
  19. Liang Y., Xu J., Wang Y., Tang J.Y., Yang S.L., Xiang H.G. et al. Inhibition of MiRNA-125b decreases cerebral ischemia/reperfusion injury by targeting CK2α/NADPH oxidase signaling. Cell. Physiol. Biochem. 2018; 45(5): 1818-26. https://dx.doi.org/10.1159/000487873.
  20. Shen Y., Shen Z., Guo L., Zhang Q., Wang Z., Miao L. et al. MiR-125b-5p is involved in oxygen and glucose deprivation injury in PC-12 cells via CBS/H2S pathway. Nitric Oxide. 2018; 78(1): 11-21. https://dx.doi.org/10.1016/j.niox.2018.05.004.
  21. Yu Q., Lu Z., Tao L., Yang L., Guo Y., Yang Y. et al. ROS-dependent neuroprotective effects of NaHS in ischemia brain injury involves the PARP/AIF pathway. Cell. Physiol. Biochem. 2015; 36(4): 1539-51.
  22. Shah N.M., Zaitseva L., Bowles K.M., MacEwan D.J., Rushworth S.A. NRF2-driven miR-125B1 and miR-29B1 transcriptional regulation controls a novel anti-apoptotic miRNA regulatory network for AML survival. Cell Death Differ. 2015; 22(4): 654-64. https://dx.doi.org/ 10.1038/cdd.2014.152.
  23. Mert I., Oruc A.S., Yukse S., Cakar E.S., Buyukkagnıcı U., Karaer A., Danısman N. Role of oxidative stress in preeclampsia and intrauterine growth restriction J. Obstet. Gynaecol. Res. 2012; 38(4): 658-64. https://dx.doi.org/10.1111/j.1447-0756.2011.01771.x.
  24. Biberoglu E., Biberoglu K., Kirbas A., Daglar K., Genc M., Avci A., Danisman N. Circulating and myometrial markers of oxidative stress in pregnant women with fetal growth restriction. J. Obstet. Gynaecol. Res. 2015; 42(1): 29-35. https://dx.doi.org/10.1111/jog.12857.
  25. Wang X., Zhu H., Zhang X., Liu Y., Chen J., Medvedovic M. et al. Loss of the miR-144/451 cluster impairs ischaemic preconditioning-mediated cardioprotection by targeting Rac-1. Cardiovasc. Res. 2012; 94(2): 379-90.
  26. Yu D., dos Santos C.O., Zhao G., Jiang J., Amigo J.D., Khandros E. et al. MiR-451 protects against erythroid oxidant stress by repressing 14-3-3zeta. Genes Dev. 2010; 24(15): 1620-33.
  27. Alural B., Duran G.A., Tufekci K.U., Allmer J., Onkal Z., Tunali D. et al. EPO mediates neurotrophic, neuroprotective, anti-oxidant, and anti-apoptotic effects via downregulation of miR-451 and miR-885-5p in SH-SY5Y neuron-like cells. Front. Immunol. 2014; 4: 475. https://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2014.00475.
  28. Boštjančič E., Zidar N., Glavač D. MicroRNAs and cardiac sarcoplasmic reticulum calcium ATPase-2 in human myocardial infarction: expression and bioinformatics analysis. BMC Genomics. 2012; 13(1): 552.

Поступила 21.06.2018

Принята в печать 22.06.2018

Об авторах / Для корреспонденции

Гусар Владислава Анатольевна, к.м.н., с.н.с. лаборатории прикладной транскриптомики отдела системной биологии в репродукции ФГБУ «НМИЦАГиП
им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, 4. Телефон: 8 (495) 531-44-44 доб. 2197, моб. 8(916)283-72-10. E-mail: v_gusar@oparina4.ru
Тимофеева Анжелика Владимировна, к.б.н., с.н.с. лаборатории прикладной транскриптомики отдела системной биологии в репродукции ФГБУ «НМИЦАГиП
им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, 4. Телефон: 8 (495) 531-44-44 доб. 2197. E-mail: v_timofeeva@oparina4.ru
Кан Наталья Енкыновна, д.м.н., профессор, заведующая акушерским обсервационным отделением ФГБУ «НМИЦАГиП им. академика В.И. Кулакова»
Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, 4. Телефон: 8 (495) 531-44-44. E-mail: n_kan@oparina4.ru
Чаговец Виталий Викторович, к.ф-м.н., с.н.с. лаборатории протеомики и метаболомики человека отдела системной биологии в репродукции ФГБУ «НМИЦАГиП
им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, 4. Телефон: 8 (495) 531-44-44. E-mail: v_chagovets@oparina4.ru
Ганичкина Мария Борисовна, аспирант ФГБУ «НМИЦАГиП им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, 4. Телефон: 8 (495) 531-44-44. E-mail: m_ganichkina@oparina4.ru
Франкевич Владимир Евгеньевич, к.ф-т.н., заведующий отделом системной биологии в репродукции ФГБУ «НМИЦАГиП им. академика В.И. Кулакова»
Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, 4. Телефон: 8 (495) 531-44-44. E-mail: v_frankevich@oparina4.ru

Для цитирования: Гусар В.А., Тимофеева А.В., Кан Н.Е., Чаговец В.В., Ганичкина М.Б., Франкевич В.Е. Профиль экспрессии плацентарных МикроРНК - регуляторов окислительного стресса при синдроме задержки роста плода. Акушерство и гинекология. 2019; 1: 74-80.
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2019.1.74-80

Полный текст публикаций доступен только подписчикам

Нет комментариев

Комментариев: 0

Вы не можете оставлять комментарии
Пожалуйста, авторизуйтесь