Antiaterogenní vlastnosti mikroRNA obohacených o lipoproteiny s vysokou hustotou

Úvod

Hromadění cholesterolu v arteriální stěně iniciuje progresi aterosklerózy, která je jednou z hlavních příčin úmrtí v západní společnosti.1,2 Přebytečný cholesterol musí být odstraněn a transportován z periferních tkání do jater k jeho opětovnému využití nebo k jeho vyloučení do stolice ve fyziologickém procesu tradičně označovaném jako reverzní transport cholesterolu.3 Předpokládá se, že během reverzního transportu cholesterolu funguje plazmatický lipoprotein o vysoké hustotě (HDL) jako sterolový transportér, který usnadňuje přesun sterolů z periferních buněk do jater. Kromě jeho úlohy v regulaci reverzního transportu cholesterolu řada studií prokázala, že HDL může mít také antiaterogenní vlastnosti.4,5 HDL totiž snižuje zánět endotelu a oxidační stres a zvyšuje produkci oxidu dusnatého a přežívání endoteliálních buněk (EC), čímž zabraňuje aterogenezi.6-8 Ačkoli tato pozorování byla zaznamenána v několika studiích, molekulární mechanismy, které jsou základem těchto účinků, jsou stále nejasné.

V nedávné zprávě publikované ve vydání časopisu Nature Communications z 28. února 2014 Tabet a spol.9 ukázali, že HDL mohou přenášet mikroRNA do EC, čímž ovlivňují expresi genů v přijímající buňce. MikroRNA jsou malé nekódující RNA, které regulují genovou expresi na posttranskripční úrovni inhibicí translace nebo snížením stability cílových genů mRNA. Autoři zjistili, že EC ošetřené nativním HDL (nHDL) vykazovaly zvýšené hladiny mikroRNA-223. Tato mikroRNA snižovala zánět v EC tím, že se přímo zaměřovala na mezibuněčnou adhezní molekulu 1 (ICAM-1). Obohacení EC o mikroRNA-223 bylo zprostředkováno dodáním nákladu HDL do buněk příjemce, protože jejich inkubace s jinými složkami HDL, jako je apolipoprotein A-I nebo rekombinantní HDL, neměla na endoteliální hladiny mikroRNA-223 vliv. Autoři použili mnoho elegantních experimentálních přístupů, aby prokázali, že k přenosu mikroRNA dochází mezi nHDL a EC in vitro. Například aby se vyhnuli matoucímu účinku endogenní mikroRNA-223 v EC, autoři ošetřili EC aktinomycinem D (k inhibici de novo transkripce) nebo umlčeli expresi Diceru pomocí malé interferující RNA (k inhibici endogenního zrání mikroRNA-223) v přítomnosti nHDL. V obou experimentech zůstaly hladiny mikroRNA-223 podobné neošetřeným kontrolám (nepřítomnost aktinomycinu D nebo zakódované siRNA), což ukazuje, že nHDL účinně přenáší mikroRNA-223 do ECs.

Pro posouzení funkčního významu mikroRNA-223 v ECs autoři analyzovali cíle předpovězené mikroRNA pomocí bioinformatických algoritmů (TargetScan). Zajímavé je, že jako předpovězené cílové geny mikroRNA-223 našli ICAM-1, glykoprotein, který reguluje cévní zánět tím, že usnadňuje nábor leukocytů, a faktor stimulující kolonie 2, cytokin, který řídí produkci, diferenciaci a funkci makrofágů. Aby autoři prokázali, že mikroRNA-223 reguluje expresi ICAM-1 a faktoru stimulujícího kolonie 2 na posttranskripční úrovni, naklonovali 3′ nepřekládanou oblast obou genů do luciferázového reportérového vektoru a hodnotili luciferázovou aktivitu po nadměrné expresi mikroRNA-223. Výsledky ukázaly, že mikroRNA-223 snížila hladinu exprese ICAM-1 a faktoru stimulujícího kolonie 2. Zajímavější je, že mikroRNA-223 snižovala expresi proteinu ICAM-1 v prozánětlivých podmínkách (EC ošetřené proaterogenními cytokiny, jako je tumor nekrotizující faktor-α).

Nakonec autoři testovali roli mikroRNA-223 odvozené od HDL v regulaci aktivace EC porovnáním protizánětlivého účinku HDL izolovaných z myší divokého typu a myší s deficitem mikroRNA-223. V této studii bylo zjištěno, že se mikroRNA-223 podílí na regulaci aktivace EC. Je pozoruhodné, že u EC ošetřených HDL izolovanými z myší divokého typu se snížila hladina ICAM-1 a faktoru stimulujícího kolonie 2. Tento protizánětlivý účinek se však ztratil u EC ošetřených HDL izolovanými z myší s deficitem mikroRNA-223, což naznačuje, že mikroRNA-223 pocházející z HDL hraje důležitou roli v dobře popsaných protizánětlivých vlastnostech HDL.

Jednou z důležitých otázek, kterou je třeba vyřešit, je mechanismus, jakým jsou mikroRNA přenášeny mezi HDL a EC. Předchozí práce z Ramaleyho laboratoře ukázala, že scavengerový receptor B1 je rozhodující pro příjem mikroRNA v lidských jaterních buněčných liniích (Huh7).10 Protože scavengerový receptor B1 je exprimován také v EC, je možné, že stejný receptor může zprostředkovávat přenos mikroRNA pocházející z HDL do EC.

Možný přenos mikroRNA obsahujících HDL do EC studovaly také další skupiny. Dimmeler a kolegové11 zjistili, že mikroRNA-223 je nejhojnější mikroRNA v HDL, ale nepodařilo se jim prokázat přenos mikroRNA mezi HDL a EC. Navíc nezjistili rozdíly v obsahu mikroRNA v HDL izolovaných od zdravých kontrolních subjektů a pacientů se stabilní ischemickou chorobou srdeční nebo akutním koronárním syndromem.11 Rozdíly mezi výsledky získanými oběma skupinami lze vysvětlit odlišným původem EC použitých v jejich studiích. Ačkoli Tabet et al9 použili primární endotelové buňky lidské koronární aorty, Wagner et al11 provedli své studie na endotelových buňkách lidské pupečníkové žíly. Rozdílné hladiny exprese scavengerového receptoru B1, jakož i dalších receptorů, které zprostředkovávají přenos mikroRNA mezi HDL a EC, v endoteliálních buňkách lidské koronární aorty a endoteliálních buňkách lidských pupečníkových žil, by mohly tento rozpor řešit. Je také důležité poznamenat, že studium buněčného transportu v EC in vitro je náročné z několika důvodů, včetně ztráty endoteliálního glykokalyxu, který řídí retenci lipoproteinů a mechanotransdukci; absence kavel pozorovaných u primárních EC kultivovaných in vitro; a ztráty polarizace EC, která může ovlivňovat lokalizaci membránových receptorů. Proto, aby se definitivně prokázal biologický význam těchto zjištění, je třeba testovat přenos mikroRNA odvozených od HDL pomocí modelu in vivo nebo v kanylovaných cévách.

Shrnem lze říci, že tato zajímavá studie ukazuje potenciální přenos mikroRNA asociovaných s HDL do EC a poskytuje nový mechanismus, kterým by HDL mohly regulovat aktivaci EC. Zajímavé by mohly být další studie toho, jak mohou mikroRNA odvozené od HDL ovlivňovat genovou expresi v dalších buňkách spojených s aterosklerotickým cévním onemocněním, jako jsou makrofágy a buňky hladkého svalstva cév.

Poznámky

.