miRNR reikšmė karcinogenezei ir sąsaja su plokščialąsčiu gerklų vėžiu

2018-12-03

Agnė Pašvenskaitė, prof. habil. dr. V. Uloza

LSMU MA Ausų, nosies ir gerklės ligų klinika

Plokščialąstis gerklų vėžys (PGV) yra dažniausias viršutinių kvėpavimo takų piktybinis navikas, sudarantis apie 1–2 proc. visų piktybinių navikų. Galvos ir kaklo srityje jis pasireiškia apie 30 proc. pacientų [1]. Nepaisant šiuolaikinės diagnostikos ir gydymo galimybių, pacientų, sergančių PGV, 5 metų išgyvenamumas, ypač vėlesnėse stadijose, negerėja (III–IV stadija – 23–45 proc.) [2]. Siekiant nustatyti naujus imunogenetinius žymenis bei įvertinti jų sąsajas su morfologiniu ir klinikiniu PGV pasireiškimu, pastaruoju metu didelis dėmesys skiriamas mikro RNR (miRNR) tyrimams.

 

miRNR yra naujos klasės trumpos, nekoduojančios RNR sekos, sudarytos iš 20–24 nukleotidų ir užimančios svarbią reikšmę daugialąsčių organizmų, įskaitant ir žinduolius, biologiniuose procesuose. Jos reguliuoja genų raišką po transkripcijos, prisijungdamos prie 3’UTR (angl. 3’untranslated regions) koduojamos sekos ar 5’ UTR taikinių informacinėje RNR (mRNR/iRNR) įvairiose eukariotų ląstelėse bei audiniuose. Šis prisijungimas lemia arba transliacijos sustabdymą, arba iRNR degradaciją [3].

Apskaičiuota, kad miRNR reguliuoja apie 30 proc. baltymus koduojančių sekų ir dar kitaip vadinama pagrindiniu reguliuotoju, atsakinga už daugelį svarbių biologinių procesų, tokių kaip ląstelės augimas ir proliferacija, audinio diferenciacija ir apoptozė [4, 5].

Įvykus vieno ar mažo miRNR pogrupio reguliacijos sutrikimui, ląstelė gali transformuotis dėl atsiradusių pakitimų kelių šimtų mRNR struktūros ekspresijoje [6-9]. Remiantis anksčiau atliktais moksliniais tyrimais, buvo manyta, kad ilgos, nekoduojančios RNR (IncRNR) sekos per sąveikas su specifiniais baltymais panaudoja reguliacines funkcijas, įtraukia epigenetinius modifikatorius, transkripcinius faktorius/koaktyvatorius ir RNP kompleksus [10-12] bei dalyvauja vėžio vystymesi ir progresavime [13]. Sutrikusi miRNR ir jos taikinio reguliacija gali turėti įtakos ne tik onkologinių ligų vystymuisi [14], bet ir tokioms ligoms, kaip šizofrenija [15], AIDS [16], inkstų funkcijos nepakankamumas [17], širdies ir kraujagyslių ligos [18], išsivystyti.

 

Genai, sekos ir genominė organizacija

Šiuo metu daugiau kaip 5000 miRNR yra užregistruota duomenų bazėje (miRBase 10.0), kuri pradėjo veikti nuo 2007 metų. Dabar yra žinomos daugiau nei 500 žmogaus miRNR, tačiau, manoma, kad netrukus šis skaičius turėtų pakilti iki 1000 miRNR [19, 20].

Specifinės miRNR pavadinimas sudaromas kaip ,,miR-“ pridedant skaičius. Panašios sekos miRNR paprastai skiria ir papildoma raidė (a, b, c...), pavyzdžiui, miR-125b. Identiškos brandžios sekos miRNR gali pasireikšti keliuose genominiuose lokuose (angl. locus) su skirtingomis pirmtako (angl. precursor) sekomis. Tokiu atveju skirtingus miRNR genus atskiria kito skaičiaus pridėjimas pabaigoje (1, 2, 3...), pavyzdžiui, miR-125b-1 [21].

Maždaug vienas trečdalis žmogaus organizmo miRNR yra susitelkęs grupėse (angl. cluster), kurios, tikėtina, yra transkripcinis vienetas, užtikrinantis miRNR koordinuojamą reguliaciją. Silico analizėje (angl. performed on computer or via computer simulation) buvo patvirtintina, kad daugiau kaip pusė grupių turi dvi ar daugiau panašių sekų miRNR [22]. Kad identiškos sekos brandžios miRNR būtų duplikuotos grupėse (angl. cluster), pasitaiko labai retai. Dėl tokios genominės organizacijos panašių miRNR ekspresija vyksta vienu metu, galimai sąlygodama kompleksinę įvairovę ir bendrą veiklą biologiniuose atsakuose. Verta pažymėti, kad visų vienos transkripcinės grupės (angl. cluster) miRNR ekspresija nėra vienodo lygmens. Taip yra todėl, kad miRNR yra reguliuojamos ir po transkripcijos [21].

 

miRNR biogenezė

miRNR biosintezė prasideda pri-miRNR pirmtako (angl. precursor) trankripcija, kuri yra generuojama RNR polimerazės II [21]. Branduolyje pri-miRNR yra apdorojama į pre-miRNR, dalyvaujant RNazės fermentui Drosha kartu su DGCR8 [23]. DGCR8 atpažįsta kamieną (angl. stem) ir šalia esančią vienišą suvytą RNR (angl. single stranded RNA (ssRNA)), kurią pateikia vadovaujančiam Drosha. Drosha atkerta kamieną (angl. stem) apytiksliai apie 11 nukleotidų toliau nuo suvytos RNR jungties ir paleidžia segtuko formos pre-miRNR (angl. hairpin-shaped pre-miRNA) [24]. miRNR pogrupis (angl. subset), pasirinkęs alternatyvų biogenezės kelią, kur pre-miRNR atkeliauja kaip šalutinis produktas, gali būti ir nepaveiktas Drosha [25]. pre-miRNR su baltymo eksportino-5 pagalba yra pernešama į citoplazmą [26], kur RNazės III (Dicer) pagalba yra konvertuojama į brandžią dvigubą miRNR [37]. Tada brandi miRNR dvigubais ryšiais prisijungia baltymą Argonaute (Ago), sudarydama RNR-sužadintą tylųjį kompleksą (angl. RNA-induced silencing complex (RISC)), kuris reguliuoja papildomos informacinės RNR (mRNR/iRNR) transliaciją. Brandi miRNR atpažįsta savo iRNR taikinio pradinių regionų papildomas (komplementarines) sekas 3’ netransliuotame regione (angl. 3’untranslated regions (UTR)) tipiškai miRNR 2–7 padėtyse. Vėliau miRNR susijungia su 5’UTR ar atidaro skaitomą rėmelį (angl. open reading frame (OFR)) mRNR taikinyje [27]. Kol reguliacijai nėra būtinas tikslus komplementariškumas, viena miRNR taikiniu gali pasirinkti keletą šimtų mRNR ir susidariusi netipiška/nenormali miRNR ekspresija gali paveikti daugybę transkriptų, kurie turės svarbios įtakos su vėžiu susijusiuose signaliniuose biosintezės keliuose (1 pav.) [21].

Plačiau apie tai skaitykite „Otorinolaringologijos aktualijos“ 2018 m. Nr. 1

 
 

© 2006 Visos teisės saugomos.