miR-324-5p – це невеликі мікроРНК, утворені з 5'-кінця шпильки-попередника miR-324. Дані мікроРНК характеризуються широким профілем експресії, тому їх можна виявити в більшості тканин ссавців. Однак, найбільший рівень за нормальних умов спостерігається в нервовій тканині та легенях. MiR-324-5p відіграють важливу функцію під час онтогенезу організму, проліферації клітин та апоптозі. Зміна рівнів мікроРНК в клітинах є однією з причин численних патологічних станів: розвиток злоякісних пухлин, нейродегенеративні захворювання та серцево-судинної системи . Із miR-324-5p пов’язано більше 40 хвороб людини .
Історія відкриття
Вперше інформація про miR-324 з'явилась у роботі John Kim et. al. на початку 2004 року. Автор разом з колегами досліджували препарати мозку щурів із метою ідентифікувати нові мікроРНК, що задіяні в регуляції трансляції, розвитку та функціонуванні нервової системи. Серед виділених мікроРНК 40 виявилось принципово новими, зокрема, miR-324. Із шпильки-попередника miR-324 утворюються дві зрілі мікроРНК, що локалізовані на полірибосомах: miR-324-5p та miR-324-3p. Гомологічні послідовності було ідентифіковано й у геномі людини у 2005 році Michel Weber. MiR-324-5p та miR-324-3p мають широкий профіль експресії, тому їх можна виявити у більшості тканин ссавців .
Структурна організація
Гени miR-324 локалізовані у короткому плечі 17 хромосоми людини та охоплюють координати від 7223297 до 7223379 . Під час стадії цитоплазматичного процесингу мікроРНК відбувається розрізання шпильки-попередника miR-324 з утворенням двох молекул: miR-324-5p та miR-324-3p. Тобто, обидві нитки шпильки-попередника стають функціонально активними мікроРНК, що зможуть взаємодіяти зі своїми мішенями. MiR-324-5p та miR-324-3p мають різні мішені, гени яких охоплюють всі хромосоми людини. Відповідно, вони виконують різні функції, хоча можуть бути залучені в одні й ті самі процеси . Для miR-324-5p кількість потенційних мішеній становить близько 264, тоді як для miR-324-3p - близько 490 .
miR-324-5p утворюється з 5'-кінця шпильки-попередника. На 17 хромосомі людини miR-324-5p охоплює позиції від 7223342 до 722364 (від 16 до 37 нуклеотиду pre-miR-324, починаючи з 5'-кінця). Довжина ланцюга складає 22 нуклеотиди, послідовність яких :
5'-CGCAUCCCCUAGGGCAUUGGUG-3'
Функції MiR-324-5p, як й інші види мікроРНК відіграють важливу роль в регуляції експресії генів. MiR-324-5p комплементарно зв’язуються із 3’-UTR ділянкою генів-мішеній, що призводить до блокування процесів трансляції. Дані мікроРНК необхідні для нормального ембріонального розвитку та підтримки гомеостазу тканин дорослого організму. Зміни в експресії miR-324-5p є фактором, що може зумовлювати виникнення різних патологічних станів. Найбільший зв'язок порушення активності мікроРНК має із процесом канцерогенезу.
Клінічне значення
Розвиток злоякісних пухлин Сигнальний шлях Hedgehog контролює утворення попередників гранулярних клітин мозочка, при його порушені виникає ризик утворення злоякісної пухлини – медуллобластоми. MiR-324-5p є одним з важливих факторів регуляції даного сигнального шляху. При зменшені експресії мікроРНК відбувається підвищений синтез білків Hh, що призводить до проліферації пухлинних клітин. MiR-324-5p інгібує синтез мРНК Smo та Gli1. МікроРНК демонструють синергічну дію, тому пригнічення експресії однієї недостатньо для порушення сигнального шляху. MiR-324-5p демонструє синергічну дію разом із miR-326. Часто пригнічення miR-324-5p відбувається через генетично детерміновану делецію 17 хромосоми.
У тканинах та клітинах гепатоцеллюлярної карциноми знижується експресія miR-324-5p, мішенями якої є білки ETS1 та SP1. Експресія та активність мРНК MMP2 та MMP9 пригнічується miR-324-5p, що призводить до зменшення міграції та проліферації клітин гепатоцеллюлярної карциноми. Таким чином, мікроРНК сприяє прогресуванню даного захворювання. Тому miR-324-5p може розглядатися, як потенційна мішень для інвазійного лікування злоякісної пухлини печінка .
Взаємозв’язок із вірусними інфекціями Мішенню для мікроРНК можуть бути не лише гени власного організму. Для miR-324-5p однією з потенційних мішень є білок Vif вірусу імунодефіциту людини. Білок Vif є важливим для нормального життєвого циклу вірусу, оскільки, регулює процеси реплікації та збірки. Тим не менш, пригнічення синтезу білка Vif miR-324-5p є недостатнім для порушення життєвого циклу віруса .
Білки вірусного походження можуть пригнічувати експресію мікроРНК. Зокрема, білок Е5 Human papillomavirus 16 зменшує рівень miR-324-5p у клітинах.. Білок Е5 – це онкоген, який посилює активацію рецептора епідермального фактору роста, та інших онкогенних білків HPV16 – Е6 та Е7, що викликає розвиток злоякісних пухлин статевої системи. Е5 пригнічує експресію miR-324-5p в епітеліальних клітинах шийки матки, у результаті чого зменшується активність мішеній мікроРНК – N-кадгерину, що є одним із факторів розвитку злоякісних пухлин .
Епілептичні напади Зниження синтезу та активності потенціалзалежних калієвих каналів Kv4.2 є одним із факторів виникнення епілептичних нападів. MiR-324-5p знижує синтезу білка Kv4.2 під час ексайтотксичних подій та судом, що опосередковано дією каїнової кислоти. Таким чином, miR-324-5p інгібує експресію мРНК Kv4.2, що супроводжується затримкою виникнення судом .
Серцево-судинні захворювання MiR-324-5p регулює активність сигнального шляху Hedgehog, що важливо для онтогенезу, у тому числі, серцево-судинної системи. Окрім того, miR-324-5p можна застосовувати, як один із потенційний біомаркерів серцевої недостатності. Дана мікроРНК інгібує білок Mtfr1, що зумовлює до різних захворювань серцево-судинної системи.
Остеоартроз Сигнальний шлях Hedgehog відіграє важливу роль не лише в онтогенезі, а й у гомеостазі тканин дорослої людини, зокрема, хрящової тканини. Його порушення може зумовити розвитку остеоартрозу. У людини miR-324-5p регулює остеогенез в мезенхімальних стовбурових клітин за рахунок прямого інгібування білків GLI1 та SMO.
Примітки