Предложены биомаркеры расслоения аорты, присутствующие в крови

Ученые из Китая создали регуляторную сеть микроРНК и мРНК, чтобы выявить гены, ассоциированные с расслоением аорты (AD). Это смертельно опасное сердечно-сосудистое заболевание, вызванное внутристеночным кровотечением, которое приводит к разделению слоев стенки аорты и формированию истинного и ложного просветов. Без лечения более 50% пациентов с разрывом аорты умирают во время острой фазы, и даже при современных методах лечения показатели смертности и осложнений остаются высокими.

Механизм развития AD до конца не изучен, однако основными патологическими изменениями считаются дегенерация среднего слоя стенки аорты и воспалительное инфильтрирование. В процессе дегенерации среднего слоя играют центральную роль клетки гладкой мускулатуры сосудов (VSMC), в которых повышается экспрессия секреторных белков, снижается экспрессия актина, а также наблюдается комплекс признаков, называемый «фенотипическим переключением» — усиленное размножение, миграция и продукция металлопротеиназ (MMP). Такие клетки уже не регулируют сужение и расширение сосудов, а производят внеклеточный матрикс. Кроме того, VSMC уходят в апоптоз. В свою очередь, воспалительное инфильтрирование среднего слоя не только увеличивает экспрессию протеаз и молекул клеточной адгезии, но и стимулирует высвобождение реактивных форм кислорода, что в совокупности способствует апоптозу VSMC.

Авторы нового исследования установили, что в развитии AD играют роль онкоген CBL и его регуляция через  фактор транскрипции HOXB13 и microRNA-1321 (miR-1321).

Чтобы найти потенциальные биомаркеры расслоения аорты, ученые провели анализ дифференциальной экспрессии генов (DEG). Анализ включал 1471 ген с измененной экспрессией на фоне AD:, у 1366 из которых экспрессия была повышена, у 105 — понижена. Анализ обогащения по функциональной принадлежности (GSEA) выявил 10 путей, включающих 727 генов. Три пути были тесно связаны с AD: путь JAK-STAT, путь трансформирующего фактора роста-β (TGF-β) и путь сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF).

Ученые также провели анализ микроРНК, экспрессия которых изменилась и которые, следовательно, могут участвовать в посттранскрипционной регуляции генов, вовлеченных в развитие AD. Всего было обнаружено 43 дифференциально экспрессируемых микроРНК, из которых 26 имели повышенную экспрессию и 17 — пониженную.

Затем изучили взаимосвязи между дифференциально экспрессируемыми мРНК и микроРНК. Для шести мРНК и семи микроРНК связи были статистически значимыми. Среди них внимание исследователей привлекла miR-1321, мишенью которой были три мРНК (CBL, рецептор интерлейкина 2 гамма, IL2RG; и фосфолипаза A2 группы IIA, PLA2G2A). Остальные микроРНК таргетировали по одной мРНК.

CBL является целью для трех микроРНК (miR-1207-5p, miR-1321 и miR-199b-5p). Протоонкоген KRAS был целью для miR-193a-3p и miR199b-5p. Другие мРНК были мишенью лишь одной микроРНК. Гены CBL, IL2RG, тирозинкиназа 2 (TYK2) и KRAS имели наибольшее количество связей с другими дифференциально экспрессируемыми генами, в то время как антимюллеров гормон (AMH) и PLA2G2A — каждый только с одним.

В полученной схеме наибольшее количество связей с другими мРНК и микроРНК имели CBL и miR-1321, они рассматривались как ключевые элементы. Кроме того, экспрессия miR-1321 была изменена сильнее, чем у других микроРНК, что тоже указывало на ее важную роль в посттранскрипционной регуляции во время AD.

Ученые также проанализировали факторы транскрипции (TF), которые могут быть вовлечены в развитие AD. Из пяти потенциальных TF только HOXB13 был дифференциально экспрессирован в образцах AD по сравнению с контролем; он регулирует в том числе транскрипцию CBL.

Чтобы подтвердить существование регуляторной оси, на которое указывают эти данные, авторы статьи исследовали экспрессию CBL, miR-1321 и HOXB13 в образцах аорты с диссекцией и без нее. Эластичные волокна в образцах аорты без диссекции, окрашенных по Ван Гизону, были целыми и правильно расположенными, в образцах с AD — разрушенными и неупорядоченными. Данные количественной ПЦР показали повышенную экспрессию CBL и HOXB13 и пониженную экспрессию miR-1321 в образцах аорты с диссекцией. Эти результаты подтвердили иммунофлуоресцентное окрашивание для CBL и HOXB13 и флуоресцентная гибридизация in situ для miR-1321.

Таким образом, анализ дифференциальной экспрессии и исследование in vitro образцов аорты говорят о том, что в развитии диссекции аорты играют роль CBL, который может регулироваться на уровне транскрипции HOXB13 и посттранскрипционно — с помощью miR-1321. Авторы считают CBL и его регуляторы перспективными потенциальными биомаркерами для ранней диагностики расслоения аорты. Примечательно, что HOXB13 и микроРНК-1321 можно измерить в сыворотке крови или циркулирующих клетках.

В участках аорты, подверженных образованию аневризмы, изменен транскриптом эндотелия