Antiatherogenic Properties of High-Density Lipoprotein-Enriched MicroRNSs

Introduction

A koleszterin felhalmozódása az artériák falában elindítja az ateroszklerózis progresszióját, amely a nyugati társadalmakban az egyik fő halálozási ok.1,2 A felesleges koleszterint el kell távolítani és a perifériás szövetekből a májba kell szállítani, ahol újrahasznosításra kerül, vagy a széklettel ürül ki a hagyományosan fordított koleszterintranszportként ismert fiziológiai folyamat során.3 A fordított koleszterintranszport során a plazma nagy sűrűségű lipoproteinje (HDL) feltételezhetően szterol transzporterként működik, amely megkönnyíti a szterolok mozgását a perifériás sejtekből a májba. A fordított koleszterintranszport szabályozásában betöltött szerepe mellett számos tanulmány kimutatta, hogy a HDL-nek antiatherogén tulajdonságai is lehetnek.4,5 A HDL valóban csökkenti az endothelium gyulladását és az oxidatív stresszt, valamint növeli a nitrogén-oxid termelést és az endothelsejtek (EC) túlélését, ezáltal megakadályozza az aterogenezist.6-8 Bár ezekről a megfigyelésekről számos tanulmányban beszámoltak, a hatások hátterében álló molekuláris mechanizmusok még mindig nem tisztázottak.

A Nature Communications 2014. február 28-i számában nemrégiben megjelent közleményben Tabet és munkatársai9 kimutatták, hogy a HDL képes mikroRNS-eket átvinni az EC-kbe, befolyásolva a génexpressziót a befogadó sejtben. A mikroRNS-ek olyan kis, nem kódoló RNS-ek, amelyek a génexpressziót poszt-transzkripciós szinten szabályozzák azáltal, hogy gátolják az mRNS célgének transzlációját vagy csökkentik azok stabilitását. A szerzők azt találták, hogy a natív HDL-lel (nHDL) kezelt EC-kben megnövekedett a mikroRNS-223 szintje. Ez a mikroRNS azáltal csökkentette az EK-gyulladást, hogy közvetlenül az intercelluláris adhéziós molekula 1-et (ICAM-1) célozta meg. A mikroRNS-223 EC-kben való feldúsulását a HDL-rakománynak a befogadó sejtekhez való eljuttatása közvetítette, mivel más HDL-komponensekkel, például apolipoprotein A-I-vel vagy rekombináns HDL-lel való inkubálásuk nem befolyásolta a mikroRNS-223 endotélszintjét. A szerzők számos elegáns kísérleti megközelítést alkalmaztak annak bizonyítására, hogy a mikroRNS-transzfer az nHDL és az EC-k között in vitro történik. Például az EC-kben az endogén mikroRNS-223 zavaró hatásának elkerülése érdekében a szerzők az EC-ket actinomycin D-vel kezelték (a de novo transzkripció gátlására), vagy kis interferáló RNS segítségével elnémították a Dicer expresszióját (az endogén mikroRNS-223 érésének gátlására) nHDL jelenlétében. Mindkét kísérletben a mikroRNS-223 szintje hasonló maradt a kezeletlen kontrollokhoz (aktinomicin D vagy scrambled siRNS hiányában), ami azt bizonyítja, hogy az nHDL hatékonyan juttatja a mikroRNS-223-at az EC-kbe.

A mikroRNS-223 funkcionális jelentőségének értékeléséhez az EC-kben a szerzők bioinformatikai algoritmusok (TargetScan) segítségével elemezték a mikroRNS-előrejelzett célpontokat. Érdekes módon az ICAM-1-et, egy glikoproteint, amely a leukociták toborzásának elősegítésével szabályozza a vaszkuláris gyulladást, és a kolóniastimuláló faktor 2-t, egy citokint, amely a makrofágok termelését, differenciálódását és működését szabályozza, mint előre jelzett mikroRNS-223 célgéneket találták. Annak bizonyítására, hogy a mikroRNS-223 poszttranszkripciós szinten szabályozza az ICAM-1 és a kolóniastimuláló faktor 2 expresszióját, a szerzők mindkét gén 3′ nem transzlált régióját klónozták luciferáz riportervektorba, és a mikroRNS-223 túlterjesztése után vizsgálták a luciferáz-aktivitást. Az eredmények azt mutatták, hogy a mikroRNS-223 lefelé szabályozta az ICAM-1 és a kolóniastimuláló faktor 2 expressziós szintjét. Még érdekesebb, hogy a mikroRNS-223 csökkentette az ICAM-1 fehérje expresszióját proinflammatorikus körülmények között (proatherogén citokinekkel, például tumor nekrózis faktor-α-val kezelt EC-k).

Végül a szerzők a HDL-ből származó mikroRNS-223 szerepét vizsgálták az EC-aktiváció szabályozásában, összehasonlítva a vad típusú és mikroRNS-223-hiányos egerekből izolált HDL gyulladáscsökkentő hatását. Nevezetesen, a vad típusú egerekből izolált HDL-lel kezelt EC-k csökkentették az ICAM-1 és a kolóniastimuláló faktor 2 szintjét. Ez a gyulladáscsökkentő hatás azonban elveszett a mikroRNS-223-hiányos egerekből izolált HDL-lel kezelt EC-kben, ami arra utal, hogy a HDL-ből származó mikroRNS-223 fontos szerepet játszik a HDL jól leírt gyulladáscsökkentő tulajdonságaiban.

Az egyik fontos kérdés, amelyet meg kell vizsgálni, az a mechanizmus, amellyel a mikroRNS-ek átkerülnek a HDL és az EC-k között. A Ramaley Laboratórium korábbi munkái kimutatták, hogy a scavenger receptor B1 kritikus szerepet játszik a mikroRNS-ek felvételében humán májsejtvonalakban (Huh7).10 Mivel a scavenger receptor B1 az EC-kben is kifejeződik, lehetséges, hogy ugyanez a receptor közvetíti a HDL-ből származó mikroRNS-ek EC-kbe történő átvitelét.

Más csoportok is vizsgálták a HDL-tartalmú mikroRNS-ek EC-kbe történő lehetséges átvitelét. Dimmeler és munkatársai11 azt találták, hogy a mikroRNS-223 a legnagyobb mennyiségben előforduló mikroRNS a HDL-ben, de nem tudták bizonyítani a mikroRNS-ek átvitelét a HDL és az EC-k között. Ráadásul nem találtak különbséget az egészséges kontrollszemélyekből és a stabil koszorúér-betegségben vagy akut koszorúér-szindrómában szenvedő betegekből izolált HDL mikroRNS-tartalmában.11 A két csoport által kapott eredmények közötti eltérés a két csoport vizsgálataiban használt EC-k eltérő eredetével magyarázható. Bár Tabet és munkatársai9 primer humán koronária aorta endotélsejteket használtak, Wagner és munkatársai11 humán köldökvénás endotélsejteken végezték vizsgálataikat. A scavenger receptor B1, valamint a HDL és az EC-k közötti mikroRNS-transzfert közvetítő egyéb receptorok eltérő expressziós szintje a humán koronária aorta endotélsejtekben és a humán köldökvénás endotélsejtekben talán ezt az eltérést magyarázza. Azt is fontos megjegyezni, hogy a sejtek transzportjának tanulmányozása EC-kben in vitro több okból is kihívást jelent, beleértve a lipoprotein visszatartást és mechanotranszdukciót szabályozó endotél glikokalyx elvesztését; az in vitro tenyésztett primer EC-kben megfigyelt caveolák hiányát; és az EC-polarizáció elvesztését, amely befolyásolhatja a membránreceptorok lokalizációját. Ezért ezen eredmények biológiai jelentőségének végleges bizonyításához a HDL-ből származó mikroRNS-ek átvitelét in vivo modellben vagy kanülált erekben kell vizsgálni.

Összefoglalva, ez az érdekes tanulmány a HDL-hez kapcsolódó mikroRNS-ek lehetséges átvitelét mutatja be az EC-kbe, és egy új mechanizmust kínál, amellyel a HDL szabályozhatja az EC-aktivációt. Érdekesek lehetnek további vizsgálatok arra vonatkozóan, hogy a HDL-ből származó mikroRNS-ek hogyan befolyásolhatják a génexpressziót az ateroszklerotikus érbetegséghez kapcsolódó más sejtekben, például a makrofágokban és az érrendszeri simaizomsejtekben.

Lábjegyzetek

.