Изменения электрофизиологических характеристик рабочего предсердного миокарда крысы при его липотрансфекции микроРНК miR-1-3p, miR-153-3р и miR-133a-3p

МикроРНК являются малыми одноцепочечными нуклеотидными последовательностями, которые могут регулировать экспрессию генов на посттранскрипционном уровне. В настоящее время показано, что некоторые микроРНК играют важную роль в физиологии и патофизиологии сердечно-сосудистой системы. В данной работе впервые проведено изучение действия липотрансфекции такими микроРНК, как miR-1-3p, miR-153-3р и miR-133a-3p на электрофизиологические параметры миокардиальной ткани. С помощью стандартной микроэлектродной техники регистрировали потенциалы действия (ПД) в тканевых изолированных перфузируемых препаратах предсердия крысы после их обработки трансфицирующей смесью липосомообразующего агента и микроРНК miR-1-3p, miR-153-3р или miR-133a-3p. Показано, что обработка миокардиальной ткани трансфицирующим агентом приводит к пролонгированию фазы реполяризации ПД. Установлено, что микроРНК miR-1-3p и miR-153-3р не оказывает влияния на конфигурацию ПД в течение 6 ч после обработки тканевых препаратов. В то же время, микроРНК miR-133a-3p вызывала статистически значимое увеличение длительности ПД на уровне 90% реполяризации, которое было наибольшим через 4 ч после трансфекции. На основе поиска и анализа возможных мишеней для miR-133a-3p с помощью биоинформационных методов сделано предположение, что эта микроРНК может взаимодействовать с мРНК ряда протеинфосфатаз. Подавление экспрессии протеинфосфатаз в кардиомиоцитах может лежать в основе наблюдаемого увеличения длительности ПД при действии miR-133a-3p за счет влияния на белки кальциевого круговорота.

потенциал действия, биоэлектрическая активность, предсердный миокард, трансфекция, микроРНК, сайленсинг, РНК-интерференция

1. Romaine S.P.R., Tomaszewski M., Condorelli G., Samani N.J. MicroRNAs in cardiovascular disease: an introduction for clinicians // Heart. 2015. Vol. 101. N 12. P. 921–928.

2. D’Souza A., Pearman C.M., Wang Y., et al. Targeting miR-423-5p Reverses exercise training-induced hcn4 channel remodeling and sinus bradycardia // Circ. Res. 2017. Vol. 121. N 9. P. 1058–1068.

3. Yan B., Wang H., Tan Y., Fu W. microRNAs in cardiovascular disease: small molecules but big roles // Curr. Top. Med. Chem. 2019. Vol. 19. N 21. P. 1918–1947.

4. Koroleva I.A., Nazarenko M.S., Kucher A.N. Role of microRNA in development of instability of atherosclerotic plaques // Biochem. 2017. Vol. 82. N 11. P. 1380–1390.

5. Кучер А.Н., Назаренко М.С. Роль микро-РНК при атерогенезе // Кардиол. 2017. Т. 57. № 9. С. 65–76.

6. Baulina N., Osmak G., Kiselev I., Matveeva N., Kukava N., Shakhnovich R., Kulakova O., Favorova O. NGS-identified circulating miR-375 as a potential regulating component of myocardial infarction associated network // J. Mol. Cell. Cardiol. 2018. Vol. 121. P. 173–179.

7. Cheng W.L., Kao Y.H., Chao T.F, Lin Y.K., Chen S.A., Chen Y.J. MicroRNA-133 suppresses ZFHX3- dependent atrial remodelling and arrhythmia // Acta Physiol. 2019. Vol. 227. N 3: e13322.

8. Girmatsion Z., Biliczki P., Bonauer A., WimmerGreinecker G., Scherer M., Moritz A., Bukowska A., Goette A., Nattel S., Hohnloser S.H., Ehrlich J.R. Changes in microRNA-1 expression and IK1 up-regulation in human atrial fibrillation // Heart Rhythm. 2009. Vol. 6. N 12. P.1802–1809.

9. Terentyev D., Belevych A. E., Terentyeva R., Martin M.M., Malana G.E., Kuhn D.E. Abdellatif M., Feldman D.S., Elton T.S., Györke S. miR-1 overexpression enhances Ca2+ release and promotes cardiac arrhythmogenesis by targeting PP2A regulatory subunit B56 alpha and causing CaMKII-dependent hyperphosphorylation of RyR2 // Circ. Res. 2009. Vol. 104. N 4. P. 514–521.

10. Kumarswamy R., Lyon A.R., Volkmann I., Mills A.M., Bretthauer J, Pahuja A., Geers-Knörr C., Kraft T., Hajjar R.J., Macleod K.T., Harding S.E., Thum T. SERCA2a gene therapy restores microRNA-1 expression in heart failure via an Akt/FoxO3A-dependent pathway // Eur. Heart. J. 2012. Vol. 33. N 9. P. 1067–1075.

11. Condorelli G., Latronico M.V.G., Dorn G.W. 2nd. microRNAs in heart disease: putative novel therapeutic targets? // Eur. Heart. J. 2010. Vol. 31. N 6. P. 649–658.

12. Zou Y., Liu W., Zhang J., Xiang D. miR-153 regulates apoptosis and autophagy of cardiomyocytes by targeting Mcl-1 // Mol. Med. Rep. 2016. Vol. 14. N 1. P. 1033–1039.

13. Michell D.L., Vickers K.C. HDL and microRNA therapeutics in cardiovascular disease // Pharmacol. Ther. 2016. Vol. 168. P. 43–52.

14. Zhang Y., Wang Z., Gemeinhart R.A. Progress in microRNA delivery // J. Control Release. 2013. Vol. 172. N 3. P. 962–974.

15. Yang B.F., Lin H.X., Xiao J.N., Lu Y., Luo X., Li B., Zhang Y., Xu C., Bai Y., Wang H., Chen G., Wang Z. The muscle-specific microRNA miR-1 regulates cardiac arrhythmogenic potential by targeting GJA1 and KCNJ2 // Nat. Med. 2007. Vol. 13. N 4. P. 486–491.

16. Diana Tools mirPath v.3 [Электронный ресурс]. 2019. Дата обновления: 2019. URL: http://snf-515788.vm.okeanos.grnet.gr/ (дата обращения: 25.10.2019).

17. KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes [Электронный ресурс]. 2019. Дата обновления: 2019. URL: https://www.genome.jp/kegg/ (дата обращения: 25.10.2019).

18. TargetScan Release 7.2 [Электронный ресурс]. 2018. Дата обновления: 2018. URL: http://www.targetscan.org/vert_72/ (дата обращения: 25.10.2019).

19. Diana Tools TarBase v.8 [Электронный ресурс]. 2019. Дата обновления: 2019. URL: http://carolina.imis.athena-innovation.gr/diana_tools/web/index.php?r=tarbasev8%2Findex (дата обращения: 25.10.2019).