Анализ экспрессии микроРНК в сетчатке крыс на ранних стадиях развития ретинопатии

Полный текст

Возрастная макулярная дегенерация (ВМД) — нейродегенеративное заболевание глаз — является ведущей причиной слепоты во всем мире, поражающей людей пожилого возраста. МикроРНК представляют собой класс одноцепочечных некодирующих РНК длиной около 22 нуклеотидов, которые преимущественно негативно регулируют экспрессию генов. Изменения содержания микроРНК при развитии ВМД могут способствовать раннему выявлению заболевания и мониторингу её прогрессирования. Однако сведения о закономерностях экспрессии микроРНК в сетчатке на ранних стадиях развития ВМД отсутствуют. Исследование молекулярных механизмов, лежащих в основе возрастной дегенерации сетчатки, на ранней стадии и до проявления первых признаков может дать подсказки относительно молекулярных событий, запускающих необратимую стадию. У крыс OXYS с ускоренным старением спонтанно к возрасту 3 месяцев воспроизводятся основные признаки сухой формы ВМД: дистрофические изменения РПЭ, истончение нейроретины, нарушение хориоидальной микроциркуляции [1]. В данной работе мы провели сравнительный анализ экспрессии микроРНК в сетчатке крыс OXYS в возрасте 20 дней (доклиническая стадия ретинопатии) и 3 месяцев (стадия манифестации ретинопатии) и контрольных крыс Вистар методом секвенирования — small RNA-seq — на платформе DNBSEQ.

Согласно анализу дифференциальной-экспрессии (DESeq2, q-value <0,05) в возрасте 20 дней у крыс OXYS по сравнению с крысами Вистар была изменена экспрессия 2 микроРНК, а в 3 месяца у крыс OXYS относительно Вистар была изменена экспрессия 16 микроРНК: уровень 7 миРНК был повышен, а 9 — снижен. Анализ возрастных изменений экспрессии миРНК показал, что в сетчатке крыс OXYS с 20 дней до 3 месяцев изменялся уровень 134 миРНК: повышался у 59 миРНК и снижался у 75 миРНК. В сетчатке крыс Вистар с 20 дней до 3 месяцев изменялся уровень 94 миРНК: повышался у 48 миРНК и снижался у 46 миРНК. Для дифференциально представленных миРНК между группами проведён поиск генов-мишеней с помощью программ RNAhybrid, miRanda и TargetScan и их анализ генных онтологий. Гены-мишени ДЭ миРНК в 20 дней у крыс OXYS по сравнению с Вистар значимо представлены в категориях «адгезионные контакты» и «цикл синаптической везикулы». Гены-мишени миРНК с пониженным уровнем в 3 месяцев у крыс OXYS по сравнению с Вистар значимо обогащены в категориях: разветвление сосудов, внеклеточная организация матрикса, адгезия, деубиквитинирование белков и др. Таргетом для миРНК с повышенным уровнем в 3 месяца у крыс OXYS по сравнению с Вистар значимо представлен в сигнальных путях mTOR, MAPK, VEGF, тиреоидного гормона и др. Для анализа таргетома, регулируемого молекулами микроРНК с изменённой экспрессией, выбирали таргетные гены, являющиеся общими мишенями как минимум для 10 микроРНК. Используя эту отсечку, получены таргетомы (от 400 до 600 генов) для микроРНК повышающих и снижающих уровень у крыс OXYS и Вистар с 20 дней до 3 месяцев. Представляется интересным обогащение этих таргетомов по категориям аксоногенез, образование слоя сетчатки, визуальное обучение, фокальная адгезия и эндоцитоз. Для верификации результатов small RNA-seq проведено профилирование 84 микроРНК сетчатки крыс OXYS и Вистар в возрасте 20 дней и 3 месяцев с помощью ПЦР-панелей (Qiagen). Анализ показал высокую сходимость результатов секвенирования и ПЦР-панелей. В заключение мы предполагаем, что 16 микроРНК с изменённой экспрессией в сетчатке крыс OXYS представляют собой потенциальные биомаркеры и новые мишени для изучения патогенеза ВМД.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 21-15-00047.

Об авторах

О. С. Кожевникова

Автор, ответственный за переписку.
Email: oidopova@bionet.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Н. Г. Колосова

Email: oidopova@bionet.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

Дополнительные файлы