Мобильная версия

Журнал «» 5 (55) 2017

Роль мікроРНК у розвитку артеріальної гіпертензії

Авторы: Коваль С.М., Юшко К.О., Снігурська І.О., Старченко Т.Г., Милославський Д.К., Пенькова М.Ю.
ДУ «Національний інститут терапії імені Л.Т. Малої НАМН України», м. Харків, Україна

Рубрики: Кардиология

Разделы: Справочник специалиста

Поданий аналіз результатів зарубіжних та вітчизняних досліджень щодо ролі мікроРНК у розвитку артеріальної гіпертензії. Показана взаємодія мікроРНК із механізмами регуляції артеріального тиску, компонентами ренін-ангіотензинової системи, процесами ураження органів-мішеней. Обговорюється можливість застосування мікроРНК як потенційно нового класу лікарських засобів для лікування артеріальної гіпертензії та її ускладнень.

Представлен анализ результатов зарубежных и отечественных исследований о роли микроРНК в развитии артериальной гипертензии. Показано взаимодействие микроРНК с механизмами регуляции артериального давления, компонентами ренин-ангиотензиновой системы, процессами поражения органов-мишеней. Обсуждается возможность применения микроРНК в качестве потенциально нового класса лекарственных средств для лечения артериальной гипертензии и ее осложнений.

The article presents the analysis of the results of international and national studies on the pathogenetic role of microRNA in the development of hypertension and its complications. It has been shown microRNA interactions with the blood pressure regulation mechanisms, the renin-angiotensin system components and the target organ damage processes. The possibility of applying the microRNA as a potentially new class of drugs for the treatment of hypertension and its complications has been discussed.

Ключевые слова

мікроРНК; артеріальна гіпертензія; гіпертрофія лівого шлуночка; мімік; антагомір; огляд

микроРНК; артериальная гипертензия; гипертрофия левого желудочка; мимик; антагомир; обзор

microRNA; hypertension; left ventricle hypertrophy; mimic; antagomir; review

doi: http://dx.doi.org/10.22141/2224-1485.5.55.2017.115334

Артеріальна гіпертензія (АГ) є одним із найбільш поширених неінфекційних захворювань у світі. Крім того, АГ належить також до одних із головних факторів ризику серцево-судинних захворювань і смертності від них. Незважаючи на значні досягнення у вивченні патогенезу АГ, механізмів ураження органів-мішеней та розробку нових терапевтичних підходів, відмічається неспинне зростання поширеності даного захворювання серед населення більшості країн, й ефективність лікування АГ залишається низькою.

Складність даної проблеми обумовлена багатофакторіальністю патогенетичних механізмів розвитку АГ, і у тому числі великою кількістю генів, що є відповідальними за різні патогенетичні ланцюги цього захворювання [1].

Значним етапом в еволюції сучасних уявлень про генну регуляцію експресії різних факторів стало відкриття в 1993 році мікроРНК (miR). До генної регуляції експресії факторів добавився ще один, новий посттранскрипційний рівень регуляції [2].

miR становить собою клас некодуючих РНК, що зазвичай мають довжину 21–25 нуклеотидів. МікроРНК супресують експресію білок-кодуючих генів на посттранскрипційній стадії за допомогою механізмів, що пригнічують процес трансляції або деградації матричної РНК (мРНК), або їх комбінацією. Дія miR опосередкована їх неповною гібридизацією з 3'-нестрансльованою ділянкою цільової мРНК, що має комплементарні сайти [3]. При взаємодії мікроРНК і цільової мРНК основну роль відіграють 2–7 нуклеотидів, що названі Lewis «зерном мікроРНК» [4].

Найбільш цікавою особливістю цього класу молекул є здатність однієї мікроРНК регулювати трансляцію сотень мРНК у певному типі клітин. У той же час одна й та сама мРНК регулюється декількома мікроРНК [5]. На сьогодні ідентифіковано декілька тисяч мікроРНК, кодованих у геномі людини, а також показано, що більшість білок-кодуючих генів піддаються механізму інтерференції мікроРНК на передтрансляційних стадіях експресії [6].

У даному обзорі підсумовується поточне розуміння функції мікроРНК у патогенезі АГ, ураження органів-мішеней та їх перспективи як діагностичних маркерів та фармакологічних агентів.

Результати досліджень ролі мікроРНК у розвитку експериментальної гіпертензії у тварин й АГ у людини

У 2008 році мікроРНК були виявлені в сироватці і плазмі людини [7, 8], тоді як тканиноспецифічна експресія була подана у 2002 році [9]. Згодом вони були виявлені в широкому діапазоні біологічних рідин, включаючи сечу, слину і цереброспінальну рідину [10]. Ці циркулюючі мікроРНК мають ряд характеристик, що роблять їх привабливими мішенями для біомедичних досліджень: вони надзвичайно стабільні в крові, з’являються в концентраціях, що вимірюються сучасними методами, і часто показують специфічне тканинне вираження. Крім того, порушення їх регуляції може проявлятися ще до появи фізичних симптомів захворювання [11]. Ці фактори в поєднанні з обмеженою доступністю і труднощами при отриманні зразків тканин людини визначали, що в пошуках мікроРНК при АГ переважають дослідження циркулюючих мікроРНК (а не тканинних мікроРНК). Двома найбільш поширеними підходами, що використовуються при цьому пошуку, є зіставлення експресії мікроРНК у пацієнтів із гіпертонічною та нормотензивною активністю з використанням скринінгу з мікрочипами або сфокусовані дослідження з використанням кандидатних мікроРНК і кількісної полімеразної ланцюгової реакції (кПЛР) у реальному часі.

Однією з головних переваг методів на основі мікрочипів є те, що вони можуть одночасно оцінювати всі відомі тепер мікроРНК у геномі людини. Вони не вимагають апріорної гіпотези і можуть ідентифікувати раніше невідомі мікроРНК у розвитку гіпертонії. Це було вперше використано Li et al. для виявлення зв’язку між цитомегаловірусом людини (HCMV) і гіпертонічною хворобою [12]. При скринінгу 1700 мікроРНК у плазмі 13 пацієнтів із гіпертонічною хворобою та 5 контрольних учасників вони ідентифікували 27 мікроРНК, що були по-різному експресовані в зазначених групах. На наступному етапі з цих мікроРНК 14 були перевірені з використанням кПЛР. Після перевірки в більших когортах автори відзначили, що експресія мікроРНК, кодованої HCMV (miR-UL112), була в 2,5 раза вищою в пацієнтів із гіпертонічною хворобою, ніж у здорових людей. Було продемонстровано, що серопозитивність HCMV, вірусні копії і miR-UL122 є незалежними факторами, які пов’язані з підвищеним ризиком гіпертонії [12]. Також науковці відкрили регуляторний фактор інтерферону 1 (IRF1), що є прямою мішенню miR-UL112, тим самим ідентифікуючи потенційний регулятор кров’яного тиску. Дана робота прекрасно ілюструє, як проведення скринінгу мікроРНК може сформувати нове уявлення про патофізіологічні механізми гіпертонії.

В іншому дослідженні за допомогою методу мікрочипів використовувався скринінг 1350 мікроРНК у плазмі 6 здорових осіб і 6 — із гіпертонічною хворобою та було виявлено 3 підвищені мікроРНК при гіпертонії: miR-425, -505 і -210. Ці результати були відтворені у двох інших когортах (11 здорових, 20 прегіпертонічних і 19 гіпертензивних осіб та 91 здорова і 101 гіпертензивна особа). Рівні miR-505 були постійно вищими в пацієнтів з АГ в усіх когортах. Також була відзначена тенденція до збільшення експресії miR-505 у предгіпертензивних пацієнтів порівняно з контролем. Це говорить про те, що miR-505 може бути біомаркером предгіпертензії, а також встановленої АГ. Крім того, in vitro було виявлено, що підвищені рівні miRNA-505 порушують міграцію ендотеліальних клітин і утворення судин за допомогою регуляції гена фактора росту фібробластів 18 (FGF18), тим самим відіграючи роль в ангіогенезі [13].

Методологію мікрочипів і валідації кПЛР використовували для ідентифікації 15 мікроРНК, що вимірювали в здорових осіб порівняно з пацієнтами з метаболічним синдромом, цукровим діабетом 2-го типу, гіперхолестеринемією або АГ [14]. МікроРНК визначали як у крові, так і в екзосомах, виділених із сироватки. miR-150, -192 і -27a були знижені в пацієнтів із гіперхолестеринемією або АГ. miR-130a, -195 і -92a були підвищені в пацієнтів з АГ та метаболічним синдромом, але не з цукровим діабетом 2-го типу або гіперхоле-стеринемією, а рівні miR-130a і -195 позитивно корелювали з артеріальним тиском (АТ). Було припущено, що мішенню miR-92a є AGTR1, а ген, що кодує рецептор ангіотензину II типу I, — ключовий компонент ренін-ангіотензинової системи (РАС), але перевірка цієї гіпотези in vitro не проводилася.

Цікаві дані були отримані в дослідженні когорти із сіль-чутливих, обернено сіль-чутливих (тобто осіб, у яких АТ зменшується у відповідь на високе споживання солі) і сіль-резистентних осіб, у яких експресію мікроРНК визначали в екзосомах, виділених із сечі [15]. Автори повідомили про 45 мікроРНК, що по-різному експресуються та секретуються нирками в сіль-чутливих або сіль-резистентних індивідуумів та в осіб зі оберненою сіль-чутливістю або сіль-резистентністю. Єдиною мікроРНК, що могла б диференціювати дві крайності (чутливість або обернена чутливість до солі) порівняно зі сіль-резистентною групою, була miR-4516. Це дослідження демонструє, що мікроРНК, отримані з клітин канальців нирок, можуть бути використані як біомаркери регуляторних шляхів натрію при гіпертонії.

Вивчалася експресія 10 мікроРНК у зразках плазми когорти з 30 нормотензивних, 30 гіпертензивних і 30 пацієнтів із гіпертензією білого халата [16]. Рівні miR-21, -122, -637 і let-7e були підвищеними в гіпертензивних осіб порівняно з нормотензивними, тоді як miR-122 і -637 були вищими в пацієнтів із гіпертензією білого халата, ніж у здорових індивідуумів. miR-296-5p була знижена при гіпертензії, але підвищена при гіпертензії білого халата. Автори зробили висновок, що за експресією miR-296-5p і -637 можна розрізняти справжню гіпертензію і гіпертензію білого халата. Амбулаторні систолічний АТ та діастолічний АТ негативно корелювали з miR-296-5p. Це було перше дослідження з аналізом мікроРНК у пацієнтів із гіпертензією білого халата, що підкреслило значення їх використання для диференціювання різних підтипів гіпертонії.

Щоб отримати уявлення про молекулярні механізми, за допомогою яких гладком’язові клітини судин впливають на судинний опір, Контаракі і його колеги порівнювали експресію miR-143, -145, -21, -133 і -1 у мононуклеарних клітинах периферичної крові в 60 пацієнтів із гіпертонічною хворобою та у 29 здорових нормотензивних осіб [17]. Усі пацієнти з гіпертонічною хворобою пройшли 24-годинний амбулаторний моніторинг АТ. Специфічні мікроРНК були обрані на основі їх раніше опублікованої ролі у фенотипі гладком’язових клітин судин. Пацієнти з АГ мали нижчу експресію miR-143, -145 і -133a і більш високу — miR-21 і -1. За результатами добового моніторування АТ miR-143, -145 і -21 негативно корелювали з середнім, діастолічним та пульсовим АТ, тоді як miR-133a позитивно корелювала з кожним із цих показників.

В іншому дослідженні тієї ж групи основна увага приділялася рівням експресії miR-9 і -126 у мононуклеарних клітинах периферичної крові [18]. Обидві мікроРНК мали нижчу експресію в пацієнтів із високим АТ, і вони позитивно корелювали з пульсовим АТ. miR-9 також позитивно корелювала з масою міокарда лівого шлуночка. Це підтверджує роль цих мікроРНК як маркерів пошкодження органів-мішеней при АГ.

В одному цікавому дослідженні визначали експресію miR-221 і -222 у циркулюючих клітинах-попередниках, відібраних за поверхневим CD34-антигеном. Порівнювали клітини від нормотензивних і гіпертонічних осіб, причому останні розподілялися на тих, у кого була потовщена інтима-медіа сонної артерії, але без гіпертрофії лівого шлуночка, а також із гіпертрофією лівого шлуночка, але без потовщення інтими-медії сонної артерії [19]. Ці мікроРНК були обрані на основі їх зв’язку з раніше описаними регуляторними функціями в ангіогенезі, проліферації клітин та судинних реакціях. У пацієнтів із гіпертонічною хворобою були підвищені реактивні форми кисню, рівень C-реактивного білка, фібриногену і була більша кількість CD34+-клітин. Ці підвищені параметри запалення були пов’язані зі збільшенням експресії miR-221 і -222. У гіпертензивній групі з гіпертрофією лівого шлуночка мікроРНК негативно корелювали з числом CD34+-клітин і позитивно — з реактивними формами кисню. Більш високі рівні miR-221 і hsa-miR-222 узгоджуються з активацією оксидантного стресу та збільшенням запальних маркерів, але пряма участь у погіршенні циркулюючих клітин-попередників ще не встановлена.

Незважаючи на превалювання досліджень із використанням біологічних рідин людини, також є роботи, де мікроРНК вивчалися в людських тканинах. Були описані зміни геному та мікроРНК, виміряні в кірковій і мозковій речовині нирок при гіпертонії (n = 5 і n = 9 відповідно) і нормальному АТ (n = 3 і n = 5 відповідно) у пацієнтів, які зазнали факультативної односторонньої нефректомії через неінвазивний рак нирки [20]. Ця унікальна когорта, спеціально зібрана для вивчення молекулярних аспектів серцево-судинних захворювань людини [21, 22], дала додаткову інформацію про ниркові механізми, що сприяють регулюванню АТ. Зразки РНК були отримані з полюса нирки, що не піддався неопластичному процесу. У мозковій речовині нирок було диференційовано 12 генів і 11 мікроРНК, а в кірковій — 46 генів і 13 мікроРНК. Ці мікроРНК і гени були додатково досліджені у 22 хворих на АГ і 16 нормотензивних пацієнтів. У зразках, отриманих із мозкової речовини нирок за допомогою кПЛР, були визначені miR-638 і let-7c, а в зразках кіркової речовини — miR-21, -126, -181a, -196a, -451, -638 і -663. Особливий інтерес викликала знижена експресія двох мікроРНК — miR-181a і -663, оскільки вони регулюють рівні мРНК реніну. Крім того, in vitro було показано, що miR-181a та -663 можуть безпосередньо зв’язуватися з реніном. Ці результати дозволяють припустити, що зміна цих мікроРНК може пояснити надмірну експресію мРНК реніну, що спостерігається в нирках при гіпертензії.

В іншому дослідженні у двох незалежних когортах рівні miR-181a у сироватці корелювали із систолічним АТ. Однак ця асоціація була протилежною, ніж очікувалася: підвищені рівні miR-181a були пов’язані з підвищеним АТ. Крім того, цей зв’язок не залежав від циркулюючих рівнів реніну. Науковці припустили, що ефекти miR-181a можуть бути опосередковані механізмами, відмінними від пригнічення реніну, та визначили регуляторні впливи miR-181a в сигнальних шляхах, пов’язаних із мітохондріальною дихальною функцією, імунітетом і запаленням [23]. Роль miR-181a в регуляції як АТ, так і реніну при АГ досліджувалася також на моделі мишей Schlager, що представляють нейрогенну модель гіпертонії з вираженим циркадним підвищенням АТ [24]. При цьому в мишей спостерігалися більш низькі рівні miR-181a і більш висока експресія мРНК реніну протягом активного періоду. Коли мишам вводили міміки miR-181a, відзначалося зменшення АТ і експресії ниркового мРНК реніну [25].

Досліджувалася роль Dicer, ферменту, що розщеплює попередники мікроРНК на зрілі форми. У дослідження були залучені миші з делецією Dicer в юкстагломерулярних клітинах нирок, що продукують ренін [26]. Це призвело до зменшення числа юкстагломерулярних клітин, зниження на 80 % експресії мРНК реніну і концентрації реніну в плазмі. Як результат спостерігалися зменшення АТ на 15 мм рт.ст., пошкодження функції нирок і збільшення фіброзу. Це дослідження підтверджує важливість Dicer і мікроРНК для підтримки юкстагломерулярного апарату і загальної функції нирок.

У мишей, у яких були відсутні як miR-143, так і miR-145, були більш тонкі артерії зі зменшенням диференціювання гладком’язових клітин, зниженням тонусу судин і значно більш низьким АТ [27]. В іншому дослідженні видалено Dicer у клітинах гладкої мускулатури, що призвело до глобальної втрати мікроРНК в артеріях [28]. У результаті скорочувальна функція резистентних артерій і медіального шару аорти була знижена. У Dicer-нокаутних мишей був низький рівень систолічного та діастолічного АТ, а зменшення АТ було більш вираженим, ніж у нокаутних тільки з miR-143/miR-145 мишей, що вказує на те, що інші мікроРНК важливі для функції гладком’язових клітин судин і регуляції АТ.

Щоб зрозуміти, як тренування із застосуванням аеробних вправ знижує АТ, у скелетних м’язах щурів досліджували рівні miR-16, -21 і -126, що беруть участь у васкуляризації [29]. Дорослі щури плавали протягом 60 хвилин 5 днів на тиждень протягом 10 тижнів. АТ був нижчим у щурів, які плавали, порівняно з тими, які цього не робили. Вправи також значно збільшили м’язову васкуляризацію і miR-126, а також зменшили miR-16 і -21. В іншому дослідженні щури виконували вправи на біговій доріжці протягом 12 тижнів [30]. Ефект вправи на АТ був аналогічним, як описано вище. На щурах показано, що вправи зменшують ремоделювання аорти, покращують функцію ендотелію та збільшують циркулюючі рівні ангіо-тензинперетворюючого ферменту (АПФ) 2-го типу (ACE2) та ангіотензину-(1-7) (Ang-(1-7)), що є компонентами РАС. Вправи також збільшили аортальні miR-27a і -155 і зменшили miR-143. Автори дійшли висновку, що miR-143 може регулювати сигнальний шлях ACE2/Ang-(1-7). Разом ці дослідження підтверджують роль мікроРНК у зниженні АТ через ефект аеробних вправ.

MiR-487b є однією з дисрегульованих мікроРНК у дорослих щурів Sprague-Dawley з ангіотензин-ІІ-індукованою гіпертензією [31]. Показано, що мішенню цієї мікроРНК є ген субстрату інсулінового рецептора 1, що відіграє роль у проліферації клітин. Коли miR-487b інгібували у фібробластах артеріальної адвентиції і лініях гладком’язових клітин, то спостерігалося триразове збільшення виживаності клітин, що дає змогу припустити регулюючу роль для даної мікроРНК у механізмах судинної патології при гіпертонії.

Зміни мікроРНК у тканинах аорти вивчалися в сіль-чутливих щурів Dahl, які піддані сольовій дієті, що призводило до дисрегуляції 37 мікроРНК, включаючи гіперекспресію miR-320 і зниження експресії miR-26b і miR-21 [32]. Було показано, що ці мікроРНК регулюють мРНК рецептора інсулінового фактору росту 1. Гладком’язові клітини судин, оброблені інгібітором miR-320 або міміком miR-26b, зменшували експресію колагенових генів і запобігали гіпертрофії клітин. Також автори оцінили вплив β-блокаторів на ці мікроРНК. Тоді як небіволол нормалізував усі три мікроРНК, атенолол нормалізував miR-26b і збільшував miR-21. Це дослідження підтверджує використання β-блокаторів як лікування гіпертонічної хвороби, чутливої до солі, за допомогою дії на мікроРНК, що беруть участь в артеріальній дисфункції і ремоделюванні.

Через загальновизнану роль РАС у регуляції АТ механізми дії ангіотензину ІІ за участю мікроРНК були досліджені в мишей, щурів і людей. У дослідженні Eskildsen і його колег оцінювалася експресія мікроРНК у лівому шлуночку щурів, яким проводилася внутрішньовенна інфузія ангіотензину II протягом 10 днів, що призводило до фіброзу і гіпертрофії серця [33]. У серці, аорті та нирках щурів, оброблених ангіотензином ІІ, автори ідентифікували кластер, що складається з miR-132 і -212 і був підвищеним, і припустили, що зазначені мікроРНК можуть опосередковувати ангіотензин-II-індуковану гіпертензію. Ці ж мікроРНК також були сверхекспресовані в щурів, які отримували ендотелін-1, але фіброз або серцева гіпертрофія не виявлялися на фізіологічному або молекулярному рівні. Крім того, експресія цих мікроРНК послаблялася у внутрішній грудній артерії пацієнтів, які отримували блокатори рецепторів ангіотензину ІІ (БРА), порівняно з тими, які приймали β-блокатори.

Santovito і його колеги вимірювали експресію miR-145, що бере участь у проліферації гладком’язових клітин судин і судинному тонусі, в атеросклеротичних бляшках у 22 пацієнтів з АГ та без неї. Автори виявили, що ця мікроРНК була сверхекспресована при гіпертензії, особливо в пацієнтів, які отримували БРА [34]. Автори не дослідили мішені для miR-145, і тому задіяні генетичні механізми ще належить розшифрувати. Вплив БРА на експресію мікроРНК був також показаний у декількох дослідженнях, в яких лікування телмісартаном модулювало рівні miR-146a/b разом із поліпшенням рівнів ACE2 та Ang-(1-7) та послабленням судинного ремоделювання при гіпертонії [35–37].

Інші ліки, що діють на РАС, також змінюють експресію мікроРНК. Це явище спостерігалося в подвійному сліпому плацебо-контрольованому дослідженні, в якому учасників лікували аліскіреном, що викликало зменшення експресії miR-106b-5p, 27a-3p і 18b-5p у мононуклеарних клітинах периферичної крові порівняно з групою, що одержувала плацебо [38].

Для ідентифікації 6 мікроРНК (miR-16, -20b, -93, -106b, -223 і -423-5p), що були гіперекспресовані у відповідь на індуковану гіпертензією серцеву недостатність, використовували модель сіль-чутливих щурів [39]. Цікаво відзначити, що експресія цих мікроРНК збільшувалася при прогресуванні захворювання і знижувалася у відповідь на лікування інгібітором АПФ. У цій роботі підкреслюють великий потенціал мікроРНК не тільки як біомаркерів пошкодження органів-мішеней, але і як предикторів прогресування захворювання та відповіді на лікування гіпертонії.

В іншому дослідженні для визначення панелі з плазмових мікроРНК, чиї рівні до лікування могли передбачити зниження артеріального тиску у відповідь на безперервний позитивний тиск у дихальних шляхах у пацієнтів із резистентною гіпертензією й обструктивним апное уві сні, скринували 84 серцево-судинних мікроРНК. У результаті на підставі моделі логістичної регресії визначили 3 мікроРНК (miR-378a-3p, -486-5p, -100-5p), асоціація яких давала чудовий прогноз зазначеної терапії [40].

Роль мікроРНК у розвитку гіпертрофії лівого шлуночка серця

Відомо, що існує сім’я так званих міомікроРНК, які кодуються всередині інтронів окремих генів тяжкого ланцюга міозину (myosin heavy chain — MHC). До них належать miR-208a, -208b і -499, що знаходяться в межах генів Myh6, Myh7 і Myh7b відповідно. Повідомлялося, що miR-208-дефіцитні миші демонструють зниження серцевої гіпертрофії у відповідь на перевантаження тиском [41]. Однією з мішеней miR-208a є рецептор-асоційований білок 1 гормона щитоподібної залози (thyroid hormone receptor β1 — TRβ1) [41, 42]. Передбачається, що miR-208a ініціює гіпертрофію кардіоміоцитів, регулюючи трийодтиронінзалежну репресію експресії β-MHC. Експресія гена β-MHC також регулюється miR-27a через вплив на TRβ1 у кардіоміоцитах [43]. Надекспресія miR-208a викликає серцеву гіпертрофію, що призводить до систолічної дисфункції [42]. Хоча miR-208a впливає на розвиток серцевої гіпертрофії, роль miR-208b у цих патологічних станах ще належить з’ясувати. miR-499 кодується в інтроні гена myh7, і вважається, що він відіграє роль у регуляції гена міозину [44, 45].

miR-1 є кардіо- та м’язовоспецифічною мікроРНК, можливо, одна з найпоширеніших у серці. Однією з її мішеней є цитоскелетний регуляторний білок (twinfilin 1 — Twf1), що зв’язується з актиновими мономерами і запобігає її складанню у філаменти [46]. Гіпертрофічні стимули, такі як поперечне звуження аорти або α-адренергічна стимуляція фенілефрином, викликають супресію miR-1, що призводить до збільшення експресії Twf1, а надлишкова експресія Twf1 є достатньою для індукування гіпертрофії серця. Іншими мішенями miR-1 є інсуліноподібний фактор росту (IGF-1), рецептор IGF-1 [47], кальмодулін-1 і -2 [48] і натрій-кальцієвий насос [49]. Репресії miR-1 і підвищення активності IGF-1 були продемонстровані в моделях гіпертрофії серця [47]. miR-1 знижується в пацієнтів з аортальним стенозом і гіпертрофією серця, що пов’язана з акромегалією [47].

miR-1 кодується двома біцистронними кластерами — miR-133a-1/miR-1-2 і -133a-2/miR-1-1.

Як і miR-1, miR-133 також має потенціал для ослаблення гіпертрофії, індукованої агоністами [50, 51], тоді як репресія miR-133 сприяла надмірному росту міокарда. Тому ці кластери створюють антагоністичні ефекти на стимуляцію серцевої гіпертрофії.

Також було показано, що міокардіальні miR-29b і -133 знижуються, а мРНК колагена типу 1 збільшується після 4-тижневого застосування ангіотензину ІІ, що призводило до збільшення АТ і міокардіального фіброзу [52]. Це дослідження підтверджує роль цих мікроРНК у розвитку фіброзу за наявності ангіотензин-II-індукованої гіпертензії.

В одному дослідженні вимірювали експресію прогіпертрофічних (miR-21, -208b, -499) і антигіпертрофічних мікроРНК (miR-1, -26b, -133a) у мононуклеарних клітинах периферичної крові в здорових осіб і хворих на гіпертонію. Спостерігалися статистично значуще збільшення експресії miR-1, -21, -208b і -499 і зменшена експресія miR-26b і -133a. Крім того, серед пацієнтів із гіпертонічною хворобою miR-1 і -133 негативно корелювали з індексом маси міокарда лівого шлуночка (ІММЛШ), тоді як miR-21, -26b, -208b і -499 позитивно корелювали з ІММЛШ. Важливо відзначити, що ці кореляції залишалися значущими після корекції значення 24-годинного систолічного або діастолічного АТ [53]. Незважаючи на те, що потрібна додаткова валідація, ці результати свідчать про те, що мікроРНК (або панелі мікроРНК) передбачають великий потенціал для виявлення пошкодження органів-мішеней при гіпертонії незалежно від AT.

В експерименті було показано, що дієта з високим вмістом жирів у мишей призводить до збільшення діастолічного і систолічного діаметрів лівого шлуночка і товщини його стінки, порушення кардіоміоцитарної механіки, що асоціюється зі збільшенням експресії miR-133a, -208 и -1. Цікаво те, що застосування лікування мишей апеліном викликало зменшення рівнів вказаних мікроРНК та проявів ремоделювання серця [54].

Можливості терапевтичного застосування мікроРНК

Як зазначалося вище, мікроРНК є не тільки предикторами серцево-судинних захворювань, але й перспективними терапевтичними агентами для лікування АГ, патологічного ремоделювання серця, серцевої недостатності та інших нозологічних одиниць. На сьогодні існують дві терапевтичні стратегії, засновані на використанні мікроРНК, що включають використання антагоністів мікроРНК (антагоміри) або імітаторів мікроРНК (міміки) [55].

Міміки — короткі двуниткові штучні нуклеотидні послідовності. При введенні в клітину їх попередньо обробляють за допомогою ферменту Dicer, після чого вони включаються у ферментні комплекси та працюють як заміна малоекспресованих мікроРНК, регулюючи цільову мРНК як ендогенні мікроРНК.

Антагомір — мала штучно синтезована однониткова антагоністична нуклеотидна послідовність, що комплементарно доповнює конкретну зрілу мікроРНК. При введенні системно або локально вона взаємодіє зі зрілою цільовою мікроРНК у цитоплазмі, специфічно гібридизує її і пригнічує зв’язування з відповідною мРНК. Антагоміри діють як конкурентні інгібітори ендогенних мікроРНК і призводять до зниження ефекту, викликаного надмірною експресією певних мікроРНК. Доставка антагомірів в організм здійснюється за допомогою кон’югації з холестерином або іншими речовинами, що добре засвоюються клітинами, мають підвищену стабільність і ефективно зв’язуються з молекулами, вірусними векторами, наночастинками [56].

У пілотному дослідженні Thum і співавтори застосовували антагомір-21, призначений для функціонального пригнічення miR-21, у трансгенних мишей із гіпертрофією лівого шлуночка, викликаною поперечним звуженням аорти. У результаті були виявлені суттєвий регрес гіпертрофії міокарда й інтерстиціального фіброзу, а також зменшення порушення діастолічної функції [57]. Далі дослідники застосували різні види хімічно модифікованих олігонуклеотидів miR-21 (холестерин-22-mer і LNA-8-mer антагоміри-21) у тій же моделі мишачої гіпертрофії лівого шлуночка [58]. Через 3 тижні були виявлені статистично значущі зміни параметрів фіброзу, фракції викиду і маси лівого шлуночка на тлі терапії холестерин-антагоміром, при цьому короткий LNA-8-mer був визнаний неефективним.

При іншому успішному терапевтичному підході щурам лінії Dahl з індукованою гіпертензією і діастолічною серцевою недостатністю підшкірно вводили LNA-антагомір для пригнічення miR-208а в міокарді [59]. Автори виявили, що терапевтичне гальмування miR-208а у щурів дозволяє уникнути ремоделювання міокарда і патологічних змін у міозині (за рахунок пригнічення гена Myh7), покращує діастолічну функцію серця. Також було показано статистично значуще зниження плазмових рівнів miR-423-5р і -499 після 8 тижнів терапії LNA-антагоміром. Отримані результати дозволили авторам зробити висновок про те, що використання антагомірів може запобігти гіпертрофії міокарда або зменшити її.

Визначення зміни рівнів циркулюючих мікроРНК у відповідь на терапію LNA-антагоміром-16-mer було проведено на моделі щурів лінії Dahl з індукованою гіпертензією і серцевою недостатністю [60]. ПЛР-аналіз багатьох мікроРНК показав, що рівні циркулюючих miR-16, -20b, -93, -106b, -223 і -423-5p позитивно корелюють із мозковим натрійуретичним пептидом і значно збільшуються у відповідь на індуковану гіпертензію при серцевій недостатності порівняно з групою, що одержувала терапію антагоміром-208a, а також інгібіторами АПФ. Крім того, рівень miR-19b різко збільшується при лікуванні антагоміром-208а, але не інгібіторами АПФ, що може служити параметром ефективності терапії LNA-антагоміром.

Також при терапії гіпертонії використовували такі мікроРНК, як miR-22 та -181a. Мішенню miR-22 є мРНК хромогранін A [61]. Спонтанно гіпертензивним щурам вводили антагоміри miR-22, що призводило до зниження АТ до 18 мм рт.ст. за 9 днів [66]. Як зазначалося вище, коли мишам Schlager вводили міміки miR-181a, відзначалося зменшення АТ та мРНК реніну [25].

Таким чином, мікроРНК відіграють важливу патогенетичну роль у розвитку і прогресуванні АГ та ураженні органів-мішеней. Саме мікроРНК можуть бути інформативними предикторами цих змін і маркерами ефективності лікування. На сучасному етапі розвитку наукових знань мікроРНК розглядаються як перспективні фармакологічні агенти для лікування цілого ряду серцево-судинних захворювань, у тому числі і АГ.

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність будь-якого конфлікту інтересів при підготовці даної статті.

Інформація про внесок кожного автора

Коваль С.М. — загальне керівництво роботою, постановка проблематики, написання вступу і висновків.

Юшко К.О. — систематизація літературних джерел, написання та оформлення тексту огляду та списку літературних джерел.

Снігурська І.О. — пошук літературних джерел, обговорення назви.

Старченко Т.Г. — пошук літературних джерел.

Милославький Д.К. — пошук літературних джерел.

Пенькова М.Ю. — пошук літературних джерел.

Список литературы

1. Сиренко Ю.Н. Гипертоническая болезнь и артериальные гипертензии / Ю.Н. Сиренко. — Донецк: Издатель Заславский А.Ю., 2011. — 352 с.

2. Коваленко В.Н. Роль одиночных нуклеотидных полиморфизмов и микроРНК в патогенезе заболеваний сердечно-сосудистой системы / В.Н. Коваленко, Е.Б. Кучменко, Л.С. Мхитарян // Журнал НАМН України. — 2014. — Т. 20, № 1. — С. 62-73.

3. Bartel D.P. MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function / D.P. Bartel // Cell. — 2004. — Vol. 116(2). — P. 281-297.

4. Lewis B.P. Conserved seed pairing, often flanked by adenosines, indicates that thousands of human genes are microRNA targets / B.P. Lewis, C.B. Burge, D.P. Bartel // Cell. — 2005. — Vol. 120(1). — P. 15-20.

5. Friedman R.C. Most mammalian mRNAs are conserved targets of microRNAs / R.C. Friedman, K.K. Farh, C.B. Burge et al. // Genome Res. — 2009. — Vol. 19(1). — P. 92-105.

6. He L. MicroRNAs: small RNAs with a big role in gene regulation / L. He, G.J. Hannon // Nat. Rev.Genet. — 2004. — Vol. 5(7). — P. 522-531.

7. Lawrie C.H. Detection of elevated levels of tumour-associated microRNAsin serum of patients with diffuse large B-cell lymphoma / C.H. Lawrie, S. Gal, H.M. Dunlop et al. // Br. J. Haematol. — 2008. — Vol. 141. — P. 672-675.

8. Mitchell P.S. Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection / P.S. Mitchell, R.K. Parkin, E.M. Kroh et al. // Proc. Natl Acad. Sci. USA. — 2008. — Vol. 105. — P. 10513-18.

9. Karolina D.S. Circulating miRNA proﬁles in patients with metabolic syndrome / D.S. Karolina, S. Tavintharan, A. Armugam et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. — 2012. — Vol. 97. — Р. 2271-2276.

10. Weber J.A. The microRNA spectrum in 12 body ﬂuids / J.A. Weber, D.H. Baxter, S. Zhang et al. // Clin. Chem. — 2010. — Vol. 56. — P. 1733-1741.

11. Creemers E.E. Circulating microRNAs: novel biomarkers and extracellular communicators in cardiovascular disease? / E.E. Creemers, A.J. Tijsen, Y.M. Pinto // Circ. Res. — 2012. — Vol. 110. — P. 483-495.

12. Li S. Signature microRNA expression proﬁle of essential hypertension and its novel link to human cytomegalovirus infection / S. Li, J. Zhu, W. Zhang et al. // Circulation. — 2011. — Vol. 124. — P. 175-184.

13. Yang Q. MicroRNA-505 identiﬁed from patients with essential hypertension impairs endothelial cell migration and tube formation / Q. Yang, C. Jia, P. Wang et al. // Int. J. Cardiol. — 2014. — Vol. 177(3). — P. 925-34.

14. Karolina D.S. Circulating miRNA proﬁles in patients with metabolic syndrome / D.S. Karolina, S. Tavintharan, A. Armugam et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. — 2012. — Vol. 97(12). — P. 2271-6.

15. Gildea J.J. Urinary exosome miRNome analysis and its applications to salt sensitivity of blood pressure / J.J. Gildea, J.M. Carlson, C.D. Schoeffel et al. // Clin. Biochem. — 2013. — Vol. 46(12). — P. 1131-4.

16. Cengiz M. Differential expression of hypertension-associated microRNAs in the plasma of patients with white coat hypertension / M. Cengiz, O.F. Karatas, E. Koparir et al. // Medicine (Baltimore). — 2015. — Vol. 94(13). — Р. 693.

17. Kontaraki J.E. Differential expression of vascular smooth muscle-modulating microRNAs in human peripheral blood mononuclear cells: novel targets in essential hypertension / J.E. Kontaraki, M.E. Marketou, E.A. Zacharis et al. // J. Hum. Hypertens. — 2014. — Vol. 28(8). — P. 510-6.

18. Kontaraki J.E. MicroRNA-9 and microRNA-126 expression levels in patients with essential hypertension: potential markers of target-organ damage / J.E. Kontaraki, M.E. Marketou, E.A. Zacharis // J. Am. Soc. Hypertens. — 2014. — Vol. 8(6). — P. 368-75.

19. Mandrafﬁ G. Circulating progenitor cells in hypertensive patients with different degrees of cardiovascular involvement / G. Mandrafﬁ, E. Imbalzano, M.A. Sardo et al. // J. Hum. Hypertens. — 2014. — Vol. 28(9). — P. 543-50.

20. Marques F.Z. Gene expression proﬁ ling reveals renin mRNA overexpression in human hypertensive kidneys and a role for microRNAs / F.Z. Marques, A.E. Campain, M. Tomaszewski et al. // Hypertension. — 2011. — Vol. 58. — P. 1093-8.

21. Tomaszewski M. Fibroblast growth factor 1 gene and hypertension: from the quantitative trait locus to positional analysis / M. Tomaszewski, F.J. Charchar, M.D. Lynch et al. // Circulation. — 2007. — Vol. 116(17). — P. 1915-24.

22. Tomaszewski M. Pathway analysis shows association between FGFBP1 and hypertension / M. Tomaszewski, F.J. Charchar, C.P. Nelson et al. // J. Am. Soc. Nephrol. — 2011. — Vol. 22(5). — P. 947-55.

23. Marques F.Z. Signatures of miR-181a on the renal transcriptome and blood pressure / F.Z. Marques, S.P. Romaine, M. Denniff et al. // Mol. Med. — 2015. — Vol. 21. — P. 739-748.

24. Davern P.J. Role of the sympathetic nervous system in Schlager genetically hypertensive mice / P.J. Davern, T.P. Nguyen-Huu, L. La Greca // Hypertension. — 2009. — Vol. 54(4). — P. 852-9.

25. Jackson K.L. A novel interaction between sympathetic overactivity and aberrant regulation of renin by miR-181a in BPH/2J genetically hypertensive mice / K.L. Jackson, F.Z. Marques, A.M. Watson et al. // Hypertension. — 2013. — Vol. 62(4). — P. 775-81.

26. Sequeira-Lopez M.L. The microRNA-processing enzyme dicer maintains juxtaglomerular cells / M.L. Sequeira-Lopez, E.T. Weatherford, G.R. Borges et al. // J. Am. Soc. Nephrol. — 2010. — Vol. 21(3). — P. 460-7.

27. Xin M. MicroRNAs miR-143 and miR-145 modulate cytoskeletal dynamics and responsiveness of smooth muscle cells to injury / M. Xin, E.M. Small, L.B. Sutherland et al. // Genes. Dev. — 2009. — Vol. 23(18). — P. 2166-78.

28. Albinsson S. Smooth muscle miRNAs are critical for post-natal regulation of blood pressure and vascular function / S. Albinsson, A. Skoura, J. Yu et al. // PLoS One. — 2011. — Vol. 6(4). — е18869.

29. Fernandes T. Exercise training prevents the microvascular rarefaction in hypertension balancing angiogenic and apoptotic factors: role of microRNAs-16, -21, and -126 / T. Fernandes, F.C. Magalhaes, F.R. Roque et al. // Hypertension. — 2012. — Vol. 59(2). — P. 513-20.

30. Gu Q. Contribution of renin-angiotensin system to exercise-induced attenuation of aortic remodeling and improvement of endothelial function in spontaneously hypertensive rats / Q. Gu, B. Wang, X.F. Zhang et al. // Cardiovasc. Pathol. — 2014. — Vol. 23(5). — P. 298-305.

31. Nossent A.Y. The 14q32 microRNA-487b targets the antiapoptotic insulin receptor substrate 1 in hypertension-induced remodeling of the aorta / A.Y. Nossent, T.V. Eskildsen, L.B. Andersen et al. // Ann. Surg. — 2013. — Vol. 258(5). — P. 743-51.

32. Ling S. Modulation of microRNAs in hypertension-induced arterial remodeling through the β1 and β3-adrenoreceptor pathways / S. Ling, M. Nanhwan, J. Qian et al. // J. Mol. Cell. Cardiol. — 2013. — Vol. 65. — P. 127-36.

33. Eskildsen T.V. Angiotensin II regulates micro-RNA-132/-212 in hypertensive rats and humans / T.V. Eskildsen, P.L. Jeppesen, M. Schneider et al. // Int. J. Mol. Sci. — 2013. — Vol. 14(6). — P. 11190-207.

34. Santovito D. Overexpression of microRNA-145 in athe-rosclerotic plaques from hypertensive patients / D. Santovito, C. Mandolini, P. Marcantonio et al. // Expert Opin. Ther. Targets. — 2013. — Vol. 17(3). — P. 217-23.

35. Takahashi Y. Expression of miR-146a/b is associated with the Toll-like receptor 4 signal in coronary artery disease: effect of renin-angiotensin system blockade and statins on miRNA-146a/b and Toll-like receptor 4 levels / Y. Takahashi, M. Satoh, Y. Mi-nami // Clinical Science. — 2010. — Vol. 119(9). — P. 395-405.

36. Ferrario C.M. Effect of angiotensin-converting enzyme inhibition and angiotensin II receptor blockers on cardiac angiotensin-converting enzyme 2 / C.M. Ferrario, J. Jessup, M.C. Chappell et al. // Circulation. — 2005. — Vol. 111(20). — P. 2605-2610.

37. Zhong J.C. Telmisartan attenuates aortic hypertrophy in hypertensive rats by the modulation of ACE2 and proilin-1 expression / J.C. Zhong, J.Y. Ye, H.Y. Jin et al. // Regulatory Peptides. — 2011. — Vol. 166(1–3). — P. 90-97.

38. Deiuliis J. Renin-sensitive microRNAs correlate with athe-rosclerosis plaque progression / J. Deiuliis, G. Mihai, J. Zhang et al. // Hum. Hypertens. — 2014. — Vol. 28. — P. 251-258.

39. Dickinson B.A. Plasma microRNAs serve as biomarkers of therapeutic efﬁcacy and disease progression in hypertension-induced heart failure / B.A. Dickinson, H.M. Semus, R.L. Mont-

gomery et al. // Eur. J. Heart Fail. — 2013. — Vol. 15. — P. 650-659.

40. Sanchez-de-la-Torre M. Precision medicine in patients with resistant hypertension and obstructive sleep apnea: blood pressure response to continuous positive airway pressure treatment / M. Sanchez-de-la-Torre, A. Khalyfa, A. Sanchez-de-la-Torre et al. // J. Am. Coll. Cardiol. — 2015. — Vol. 66. — P. 1023-1032.

41. Van Rooij E. Control of stress-dependent cardiac growth and gene expression by a microRNA / E. Van Rooij, L.B. Sutherland, X. Qi et al. // Science. — 2007. — Vol. 316. — P. 575-9.

42. Callis T.E. MicroRNA-208a is a regulator of cardiac hypertrophy and conduction in mice / T.E. Callis, K. Pandya, H.Y. Seok et al. // J. Clin. Invest. — 2009. — Vol. 119. — P. 2772-86.

43. Nishi H. MicroRNA-27a regulates beta cardiac myosin heavy chain gene expression by targeting thyroid hormone receptor beta1 in neonatal rat ventricular myocytes / H. Nishi, K. Ono, T. Horie et al. // Mol. Cell. Biol. — 2011. — Vol. 31. — P. 744-55.

44. Van Rooij E. A family of microRNAs encoded by myosin genes governs myosin expression and muscle performance / E. Van Rooij, D. Quiat, B.A. Johnson et al. // Dev. Cell. — 2009. — Vol. 17. — P. 662-73.

45. Bell M.L. Uncoupling of expression of an intronic micro

RNA and its myosin host gene by exon skipping / M.L. Bell, M. Buvoli, L.A. Leinwand // Mol. Cell. Biol. — 2010. — Vol. 30. — P. 1937-45.

46. Li Q. Attenuation of microRNA-1 depresses the cytoskeleton regulatory protein twinﬁlin-1 to provoke cardiac hypertrophy / Q. Li, X.W. Song, J. Zou et al. // J. Cell. Sci. — 2010. — Vol. 123. — P. 2444-52.

47. Elia L. Reciprocal regulation of microRNA-1 and insulin-like growth factor-1 signal transduction cascade in cardiac and skeletal muscle in physiological and pathological conditions / L. Elia, R. Contu, M. Quintavalle et al. // Circulation. — 2009. — Vol. 120. — P. 2377-85.

48. Ikeda S. MicroRNA-1 negatively regulates expression of the hypertrophy-associated calmodulin and Mef2a genes / S. Ikeda, A. He, S.W. Kong et al. // Mol. Cell. Biol. — 2009. — Vol. 29. — P. 2193-204.

49. Kumarswamy R. SERCA2a gene therapy restores micro-RNA-1 expression in heart failure via an Akt/FoxO3A-dependent pathway / R. Kumarswamy, A.R. Lyon, I. Volkmann et al. // Eur. Heart J. — 2012. — Vol. 33. — P. 1067-75.

50. Care A. MicroRNA-133 controls cardiac hypertrophy / A. Care, D. Catalucci, F. Felicetti et al. // Nat. Med. — 2007. — Vol. 13. — P. 613-8.

51. Matkovich S.J. MicroRNA-133a protects against myocardial ﬁbrosis and modulates electrical repolarization without affecting hypertrophy in pressure-overloaded adult hearts / S.J. Matkovich, W. Wang, Y. Tu et al. // Circ. Res. — 2010. — Vol. 106. — P. 166-75.

52. Castoldi G., Di Gioia C.R., Bombardi C. et al. MiR-133a regulates collagen 1A1: potential role of miR-133a in myocardial fibrosis in angiotensin II-dependent hypertension // J Cell Phy-siol. — 2012. — 227(2). — 850-6. doi: 10.1002/jcp.22939.

53. Kontaraki J.E. Hypertrophic and antihypertrophic microRNA levels in peripheral blood mononuclear cells and their relationship to left ventricular hypertrophy in patients with essential hypertension / J.E. Kontaraki, M.E. Marketou, F.I. Parthenakis et al. // J. Am. Soc. Hypertens. — 2015. — Vol. 9. — P. 802-810.

54. Ceylan-Isik A.F. Apelin administration ameliorates high fat diet-induced cardiac hypertrophy and contractile dysfunction / A.F. Ceylan-Isik, M.R. Kandadi, X. Xu et al. // Journal of Molecular and Cellular Cardiology . — 2013. — Vol. 63. — P. 4-13.

55. Кочетов А.Г. Перспективы применения микроРНК в диагностике и терапии сердечной недостаточности / А.Г. Кочетов, И.В. Жиров, В.П. Масенко и соавт. // Кардиологический вестник. — 2014. — № 2. — С. 62-67.

56. Krützfeldt J. Silencing of microRNAs in vivo with ‘antagomirs’ / J. Krützfeldt, N. Rajewsky, R. Braich et al. // Nature. — 2005. — Vol. 438. — P. 685-689.

57. Thum T. MicroRNA-21 contributes to myocardial disease by stimulating MAP kinase signalling in fibroblasts / T. Thum, C. Gross, J. Fiedler et al. // Nature. — 2008. — Vol. 456. — P. 980-984.

58. Thum T. Comparison of different miR-21 inhibitor chemistries in a cardiac disease model / T. Thum, N. Chau, B. Bhat et al. // J. Clin. Invest. — 2011. — Vol. 121. — P. 461-462.

59. Montgomery R.L. Therapeutic inhibition of miR-208a improves cardiac function and survival during heart failure / R.L. Montgomery, T.G. Hullinger, H.M. Semus et al. // Circulation. — 2011. — Vol. 124(14). — P. 1537-1547.

60. Dickinson B.A., Semus H.M., Montgomery R.L. Plasma microRNAs serve as biomarkers of therapeutic efficacy and disease progression in hypertension-induced heart failure / B.A. Dickinson, H.M. Semus, R.L. Montgomery // Eur. J. Heart Fail. — 2013. — Vol. 15. — P. 650-659.

61. Friese R.S., Altshuler A.E., Zhang K. et al. MicroRNA-22 and promoter motif polymorphisms at the Chga locus in genetic hypertension: functional and therapeutic implications for gene expression and the pathogenesis of hypertension / R.S. Friese, A.E. Altshuler, K. Zhang et al. // Hum. Mol. Genet. — 2013. — Vol. 22(18). — P. 3624-40.