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microRNA如何保护动脉粥样硬化血管完整性

慕尼黑的路德维希-马克西米利安大学(LMU)研究人员发现了迄今为止未知的特定microRNA分子功能,该功能可保持内皮的完整性并降低动脉粥样硬化的风险。

称为microRNA(miRNA)的短RNA分子在调节基因表达中起着至关重要的作用。miRNA表达和功能异常与病理过程有关,例如动脉粥样硬化等慢性疾病的发展。miRNA的调节功能通常发生在细胞质中,在那里它们与目标RNA转录物相互作用,以抑制其翻译成蛋白质或促进其降解。但是,LMU医疗中心心血管预防研究所(IPEK)的Christian Weber教授小组现在描述了一种截然不同的作用方式。通过研究一种名为miR-126-5p的miRNA,Weber的团队证明了该分子可以意外地转移到细胞核中,并且通过与之相互作用,可以抑制酶的活性,名为caspase-3,它负责通过程序性细胞死亡杀死细胞。以这种方式,该分子保护了血管的完整性并减少了动脉粥样硬化病变的程度。

动脉粥样硬化常被称为“动脉硬化”,是心血管和脑血管疾病发展的基础,而心血管和脑血管疾病是全世界死亡的主要原因。这种情况几乎只发生在动脉树的分叉处,那里的血流紊乱促进了对血管内衬的内皮细胞的损害,有利于炎症细胞的募集和最终形成动脉粥样硬化斑块。内皮细胞表达特别高浓度的miR-126-5p,以保护它们免受损害。这项新的研究旨在揭示介导此功能的分子机制。结果表明,保护作用是通过血液在其表面上的层状流动对内皮细胞施加的高剪切应力而开始的。

多纳托说:“高剪切应力触发了内皮细胞的多步过程,从而导致miR-126-5p与RNA结合蛋白之间形成了分子复合物。然后,该复合物被转运到细胞核中。”韦伯小组的博士后,新论文的主要作者Santovito。一旦进入细胞核,miR-126-5p就会从复合物中释放出来并与称为caspase-3的酶结合,从而抑制其活性。Caspase-3本身是程序性细胞死亡(细胞凋亡)的关键介质。已知增加动脉粥样硬化风险的多种因素(例如血流紊乱,高水平的胆固醇或葡萄糖)会促进内皮细胞凋亡。因此,通过抑制caspase-3酶,核miR-126-5p可以保护内皮细胞免受诱导的细胞死亡。在这样做,它还降低了内皮在高剪切应力部位受损的易感性,而高剪切应力通常确实可以保护它们免受动脉粥样硬化的发展。并且通过维持内皮表面的完整性,miRNA还对整个脉管系统的功能做出了重要贡献。

韦伯补充说:“迄今为止,miR-126-5p的这种未知功能代表了一种生物调节的新原理,可以补充先前描述的机制。”该团队计划与国际合作者的跨学科网络一起,并在Transregio-SFB TR267的框架内,研究其他miRNA是否也可以以类似方式发挥作用。另外,对调节该信号传导途径作用的机制的进一步见解可能很好地为治疗血管疾病开辟了新的选择。

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