Микро-РНК и другие гены-кандидаты в патогенезе болезни Паркинсона

Работа стала первым исследованием, в котором был проанализирован профиль экспрессии 224 предшественников микро-РНК в мозге пациентов с БП. При этом был показан высокий уровень экспрессии микро-РНК miR-133b в среднем мозге при нормальных условиях, однако у пациентов с БП обнаружить miR-133b не удалось. Кроме того, обнаружено, что блокирование in vivo miR-133b в культуре ДА-нейронов, полученных из эмбриональных стволовых клеток или из среднего мозга, увеличивает экспрессию маркеров ДА-нейронов, повышая уровни транскриптов тирозингидроксилазы и переносчиков дофамина в ДА-нейронах. В то же время, было выявлено, что miR-133b действует как ингибитор последней стадии созревания ДА-нейронов: повышенный уровень экспрессии miR-133b приводит к уменьшению, а пониженный — к увеличению количества ДА-нейронов в клеточных культурах.

В настоящее время есть данные о том, что мишенью miR-133b является один из генов-кандидатов БП и маркер ДА-нейронов — PITX3. PITX3 является транскрипционным фактором и необходим для дифференцировки и выживаемости ДА-нейронов черной субстанции среднего мозга. Кроме того, в гене PITX3 были выявлены два полиморфизма, ассоциированные со спорадической формой БП. При моделировании БП у мышей было показано, что miR-133b и Pitx3 регулируют экспрессию друг друга по механизму отрицательной обратной связи: Pitx3 способствует транскрипции miR-133b, которая, в свою очередь, подавляет активность Pitx3. Тем не менее, важный вопрос о том, вносит ли потеря этой микро-РНК вклад в развитие БП, остается нерешенным. И хотя пока не создано мышей с нокаутом гена miR-133b, скорее всего, БП является следствием потери Рitх3-зависимой экспрессии генов, а не отсутствия miR-133b. Однако данные результаты нуждаются в дальнейшей проверке.

При анализе 115 микро-РНК у C. elegans с гиперэкспрессией гена SNCA человека, несущего мутацию А53Т, было выявлено изменение уровней для 12 микро-РНК. У модельных организмов с мутацией в гене везикулярного транспортера катехоламинов (cat-1) изменились уровни 5 микро-РНК, а у организмов, мутантных по ортологу паркина pdr-1 (функциональная делеция), наблюдалось изменение уровней 3 микро-РНК. Из всех изученных микро-РНК только уровни miR-64 и miR-65 оказались ниже у нематод с гиперэкспрессией SNCA и организмов, трансгенных по cat-1. Уровень микро-РНК let-7 был ниже у организмов с повышенным синтезом SNCA или мутантных по pdr-1. Возможными мишенями miR-64 и miR-65 являются гены mdl-1 и ptc-1, экспрессия которых увеличивается как у нематод, трансгенных по SNCA, так и у нематод с заблокированным синтезом miR-64 и miR-65. Ген mdl-1 кодирует транскрипционный фактор (dHLH), сходный с транскрипционными регуляторами позвоночных MAD. Ген ptc-1 кодирует ортолог белка человека РТСН, содержащий домен, чувствительный к стеролу. Возможно, данные микро-РНК также могут быть вовлечены в патогенез БП у человека.

Таким образом, за последние несколько лет были проведены десятки исследований, посвященных попыткам раскрыть роль тех или иных микро-РНК в патогенезе БП. Полученные данные позволяют предположить, что микро-РНК могут быть вовлечены в патогенез данного заболевания и принимать участие в нарушении процессов, связанных с регуляцией экспрессии генов, вовлеченных в его развитие. Кратко наиболее значимые результаты этих работ отражены в табл. 4.