РНК-портрет ишемического инсульта

Инсульт — вторая по частоте причина смерти в мире. Он возникает примерно у 17 миллионов людей по всему миру каждый год, в 85–90% случаев это ишемический инсульт. При этом 75% людей, переживших инсульт, страдают от неврологических последствий болезни, что снижает качество их жизни. Несмотря на прогресс в понимании причин инсульта и в его лечении, все еще мало известно о молекулярных основах этого заболевания. Авторы новой работы, изучив литературные данные, сосредоточились на выяснении роли воспаления и ферроптоза (клеточной гибели, ассоциированной железо-зависимым перекисным окислением липидов) в ишемическом инсульте.

Сначала авторы сравнили экспрессию РНК у пациентов с инсультом и у здоровых контролей с использованием доступных баз данных. Они обнаружили 570 DEmiRNA (дифференциально экспрессируемых микроРНК), 334 DEmRNA (дифференциально экспрессируемых мРНК) и 2398 DElncRNA (дифференциально экспрессируемых длинных некодирующих РНК). Кроме того, анализ показал, что 23 микроРНК были дифференциально экспрессированы у пациентов с инсультом во всех базах данных. Другой анализ выявил, что 1040 длинных некодирующих РНК имели сайты связывания с 17 из 23 вышеупомянутых микроРНК, также 19 из 23 микроРНК имели сайты связывания с 11 354 мРНК. Таким образом, были охарактеризованы дифференциально экспрессируемые микроРНК, мРНК и длинные некодирующие РНК.

Чтобы понять их функциональную взаимосвязь, ученые создали карту взаимодействий lncRNA-miRNA-mRNA на основе дифференциально экспрессируемых РНК, обнаруженных выше, и обнаружили 10 микроРНК, наиболее часто взаимодействующих с другими РНК в сети. Они назвали их хабовые РНК (hub RNA).

Анализ 178 DETmRNA показал, что гены, участвующие в регуляции воспаления, могут быть также вовлечены в регуляцию ишемического инсульта. Последующий анализ подтвердил эти наблюдения, выявив три мРНК, связанные с сигнальным путем NF-kB и три, связанные с сигнальным путем Толл-подобных рецепторов. Авторы заключают, что воспаление может играть роль в протекании инфаркта мозга.

Далее авторы сравнили состав иммунных клеток между здоровыми донорами и пациентами с ишемическим инсультом. Выяснилось, что у пациентов с инсультом изменялось количество таких иммунных клеток, как наивные В-клетки, CD8+ Т-клетки (T-киллеры), наивные CD4+ Т-клетки (T-хелперы), моноциты, M0-макрофаги, M2-макрофаги, дендритные клетки и нейтрофилы, по сравнению со здоровыми донорами.

Для того, чтобы найти возможную диагностическую значимость охарактеризованных хабовых РНК, авторы использовали ROC-анализ, обнаружив высокую диагностическую силу трех микроРНК (miR-103a-3p, miR-140-3p, miR-17-5p), мРНК TLR4 и длинной некодирующей РНК NEAT1. Примечательно, что NEAT1 и TLR4 ассоциированы с ферроптозом. Используя человеческую клеточную линию нейробластомы и ПЦР в реальном времени, авторы подтвердили результаты биоинформатического анализа, показав, что экспрессия микроРНК miR-103a-3p, miR-140-3p, miR-17-5p, а также NEAT1 и TLR4 действительно изменилась в экспериментальных группах (на клетки подействовали перекисью водорода) по сравнению с контрольными. 

Особый вид Т-клеток участвует в восстановлении мозга после инсульта