lncRNAها در بیماری مولتیپل اسکلروزیس
محورهای موضوعی : ژنتیک مولکولی میکروارگانیسم هانسرین نصیری کلیشادی 1 * , زهرا زمانزاده 2 , آیدا مهدی پور 3 , آرین مهدی پور 4
1 - گروه ژنتیک، دانشکده علوم پایه، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران
2 - گروه زیست فناوری، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید اشرفی اصفهانی، اصفهان، ایران
3 - گروه علوم تجربی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
4 - گروه دندانپزشکی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه پدیا تریچیسکی، سنت پترزبورگ، روسیه
کلید واژه: lncRNA, بیماری خود ایمن, مولتیپل اسکلروزیس, بیومارکر,
چکیده مقاله :
بیماری مالتیپل اسکلروزیس یا ام اس، یک بیماری التهابی مزمن سیستم عصبی مرکزی (CNS) از نوع خود ایمن میباشد که با دمیلیناسیون اکسون و اختلال در پیام رسانی عصب همراه میباشد. ام اس یک بیماری چند عاملی است که ناشی از تعامل محیط، ژنتیک و عوامل اپیژنتیکی میباشد. از جمله عوامل اپیژنتیکی موثر در این زمینه انواع RNAهای غیر کد کننده میباشند که در تنظیم بیان ژنها موثرند. lncRNAها، RNAهای غیر کد کنندهی بلندی هستند که بیش از 200 نوکلئوتید طول دارند و نقش مهمی در تنظیم بیان ژن دارند. بیش از نیمی از lncRNAها در سلولهای سیستم عصبی مرکزی بیان میشوند و بیان آنها در تکامل و عملکرد سیستم عصبی حائز اهمیت میباشد. آنها در تکامل قسمتهای مختلف مغز و تمایز الیگودندروسیتها و میلیناسیون دخالت دارند. همچنین مشخص شده است که بیان غیر عادی lncRNAها با تنظیم بیان ژنها و نیز همکاری در فرایندهای بیولوژیکی، تاثیر بسزایی در پاتوزنز و پیشرفت بیماریهای سیستم ایمنی همچون ام اس داشته و نقش مهمی را در تنظیم عملکرد ایمنولوژی ایفاء میکنند.
طی مطالعهی مروری حاضر بررسی مقالههای متعدد در زمینهی تاثیر lncRNAها بر بیماری ام اس نشان می دهد که lncRNAهای HOTAIR، NEAT1، TUG6، ENST00000491934.2، HSP90AA4P، XR-132575.3، lnc DC در بیماری ام اس موثر بوده و lncRNAهای GAS5، UC.341، RN7SK، PANDA، THRIL، ENSG00000231898.3، XLOC-009626، XLOC-010881، TOB1-AS1 و linc_MAF-4 با افزایش بیان و lncRNAهای PVT1، FAS-AS1 و ENSG00000233392.1، ENSG00000259906.1 و XLOC-010931 با کاهش بیان در افراد بیمار نسبت به افراد سالم و UCA1 و CCAT2 با تفاوت بیان میان زنان بیمار و سالم بالای 40 سال همراه است. بیان غیر عادی lncRNAها در پاتوژنز و پیشرفت بیماری ام اس موثر بوده و امید است با مطالعه بر روی آنها راه درمانی جدید و نیز بیومارکری جهت تشخیص زود هنگام و ارزیابی درمانها و سیر بیماری ارائه شود.
Multiple sclerosis is a chronic inflammatory and Autoimmune disease of the CNS, which is associated with axon demyelination and disruption of nerve signaling. MS is a multifactorial disease caused by the interaction of environment, genetics and epigenetic factors. Among the effective epigenetic factors in this field are types of ncRNAs that are effective in regulating gene expression. lncRNAs are long non-coding RNAs that are more than 200 nucleotides long and play an important role in regulating gene expression. More than half of lncRNAs are expressed in the cells of the central nervous system, their expression is important in the development and function of the nervous system. They are involved in the development of different parts of the brain, the differentiation of oligodendrocytes and myelination. It has also been found, the abnormal expression of lncRNAs by regulating gene expression and cooperation in biological processes has a significant impact on the pathogenesis and progression of immune system diseases like MS and plays an important role in regulating the function of immunology. In the present review study, a review of articles on the effect of lncRNAs on MS shows that lncRNAs like HOTAIR, NEAT1, TUG6, ENST00000491934.2, HSP90AA4P, XR-132575.3, lnc DC are effective in MS, GAS5, UC.341, RN7SK, PANDA, THRIL, ENSG00000231898.3, XLOC-009626, XLOC-010881, TOB1-AS1 and linc_MAF-4 with increased expression and PVT1, FAS- AS1, ENSG00000233392.1, ENSG00000259906.1 and XLOC-010931 are associated with decreased expression in patients compared to healthy individuals, and UCA1 and CCAT2 are associated with expression differences between diseased and healthy women over 40. Abnormal expression of lncRNAs is effective in the pathogenesis and progression of MS, and it is hoped that by studying them, new therapeutic approaches and biomarkers for early diagnosis and evaluation of treatments and the course of the disease will be provided.
1. McFarland HF, Martin R. Multiple sclerosis: a complicated picture of autoimmunity. Nature
immunology. 2007;8(9):913. 2. Zamanzadeh Z, Ahangari G, Ataei M, Pouragahi S, Nabavi SM, et al. Association of new putative epitopes of myelin proteolipid protein (58-74) with pathogenesis of multiple sclerosis. Iranian Journal of Allergy, Asthma and Immunology. 2016;15(5):394-402.3. Calabrese R, Valentini E, Ciccarone F, Guastafierro T, Bacalini MG, et al. TET2 gene expression and 5- hydroxymethylcytosine level in multiple sclerosis peripheral blood cells. Biochimica et Biophysica Acta
(BBA)-Molecular Basis of Disease. 2014;1842(7):1130-6. 4. Singh RP, Massachi I, Manickavel S, Singh S, Rao NP, et al. The role of miRNA in inflammation and
autoimmunity. Autoimmunity reviews. 2013;12(12):1160-5. 5. Song X, Cao G, Jing L, Lin S, Wang X, et al. Analysing the relationship between lnc RNA and protein‐ coding gene and the role of lnc RNA as ce RNA in pulmonary fibrosis. Journal of cellular and molecular
medicine. 2014;18(6):991-1003. 6. Carrieri C, Forrest AR, Santoro C, Persichetti F, Carninci P, et al. Expression analysis of the long noncoding RNA antisense to Uchl1 (AS Uchl1) during dopaminergic cells' differentiation in vitro and in
neurochemical models of Parkinson's disease. Frontiers in cellular neuroscience. 2015;9:114. 7. Chang YN, Zhang K, Hu ZM, Qi HX, Shi ZM, et al. Hypoxia-regulated lncRNAs in cancer. Gene.
2016;575(1):1-8. 8. Wan G, Hu X ,Liu Y, Han C, Sood AK, et al. A novel non‐coding RNA lncRNA‐JADE connects DNA
damage signalling to histone H4 acetylation. The EMBO journal. 2013;32(21):2833-47. 9. Zhang F, Gao C, Ma XF, Peng XL, Zhang RX, et al. Expression Profile of Long Noncoding RNA s in Peripheral Blood Mononuclear Cells from Multiple Sclerosis Patients. CNS neuroscience & therapeutics. 2016
;22(4):298-305. 10. Kugel JF, Goodrich JA. Non-coding RNAs: key regulators of mammalian transcription. Trends in
biochemical sciences. 2012;37(4):144-51. 11. Gharesouran J, Taheri M, Sayad A, Ghafouri Fard S, Mazdeh M, et al. The growth arrest-specific transcript 5 (GAS5) and nuclear receptor subfamily 3 group C member 1 (NR3C1): novel markers involved
in multiple sclerosis. International journal of molecular and cellular medicine. 2018;7(2):102. 12. Bassett AR, Akhtar A, Barlow DP, Bird AP, Brockdorff N, et al. Science forum: considerations when
investigating lncRNA function in vivo. elife. 2014;3:e03058. 13. Horak P, Crawford AR, Vadysirisack DD, Nash ZM, DeYoung MP, et al. Negative feedback control of HIF-1 through REDD1-regulated ROS suppresses tumorigenesis. Proceedings of the National Academy of
Sciences. 2010;107(10):4675-80. 14. Mao L, Ding J, Zha Y, Yang L, McCarthy BA, et al. HOXC9 links cell-cycle exit and neuronal differentiation and is a prognostic marker in neuroblastoma. Cancer research. 2011;71(12):4314-24. 15. Pahlevan Kakhki M, Nikravesh A, Shirvani Farsani Z, Sahraian MA, Behmanesh M. HOTAIR but not ANRIL long non‐coding RNA contributes to the pathogenesis of multiple sclerosis. Immunology. 2018
;153(4):479-87. 16. Rinn JL, Kertesz M, Wang JK, Squazzo SL, Xu X, et al. Functional demarcation of active and silent
chromatin domains in human HOX loci by noncoding RNAs. cell. 2007;129(7):1311-23. 17. Yap KL, Li S, Muñoz Cabello AM, Raguz S, Zeng L, Mujtaba S, et al. Molecular interplay of the noncoding RNA ANRIL and methylated histone H3 lysine 27 by polycomb CBX7 in transcriptional
silencing of INK4a. Molecular cell. 2010;38(5):662-74. 18. Santoro M, Nociti V, Lucchini M, De Fino C, Losavio FA, et al. Expression profile of long non-coding
RNAs in serum of patients with multiple sclerosis. Journal of Molecular Neuroscience. 2016;59(1):18-23. 19. Sunwoo H, Dinger ME, Wilusz JE, Amaral PP, Mattick JS, et al. MEN ε/β nuclear-retained non-coding RNAs are up-regulated upon muscle differentiation and are essential components of paraspeckles. Genome
research. 2009;1.59-347:)3(9 20. Clemson CM, Hutchinson JN, Sara SA, Ensminger AW, Fox AH, et al. An architectural role for a nuclear noncoding RNA: NEAT1 RNA is essential for the structure of paraspeckles. Molecular cell. 2009
;33(6):717-26. 21. Dastmalchi R, Omrani MD, Mazdeh M, Arsang-Jang S, Movafagh A, et al. Expression of Long NonCoding RNAs (UCA1 and CCAT2) in the Blood of Multiple Sclerosis Patients. Iranian Red Crescent Medical Journal. 2018;20.)8
(22. Eftekharian MM, Ghafouri Fard S, Soudyab M ,Omrani MD, Rahimi M, et al. Expression analysis of long non-coding RNAs in the blood of multiple sclerosis patients. Journal of Molecular Neuroscience. 2017
;63(3-4):333-41. 23. Zhang F, Liu G, Wei C, Gao C, Hao J. Linc-MAF-4 regulates Th1/Th2 differentiation and is associated
with the pathogenesis of multiple sclerosis by targeting MAF. The FASEB Journal. 2016;31(2):519-25. 24. Dehghanzad R, Kakhki MP, Alikhah A, Sahraian MA, Behmanesh M. The Putative Association of TOB1-AS1 Long Non-coding RNA with Immune Tolerance: A Study on Multiple Sclerosis Patients.
Neuromolecular medicine. 2019:1-11. 25. Moran VA, Perera RJ, Khalil AM. Emerging functional and mechanistic paradigms of mammalian long
non-coding RNAs. Nucleic acids research. 2012;40(14):63.400-91 26. Sun L, Goff LA, Trapnell C, Alexander R, Lo KA, et al. Long noncoding RNAs regulate adipogenesis.
Proceedings of the National Academy of Sciences. 2013;110(9):3387-92. 27. Zamanzadeh Z, Ataei M, Nabavi SM, Ahangari G, Sadeghi M , et al. In Silico Perspectives on the Prediction of the PLP’s Epitopes involved in Multiple Sclerosis. Iranian journal of biotechnology. 2017
;15(1):10. 28. Pauli A, Valen E, Lin MF, Garber M, Vastenhouw NL, et al. Systematic identification of long
noncoding RNAs expressed during zebrafish embryogenesis. Genome research. 2012;22(3):577-91. 29. Sigdel KR, Cheng A, Wang Y, Duan L, Zhang Y. The emerging functions of long noncoding RNA in
immune cells: autoimmune diseases. Journal of immunology research. 2015;2015. 30. Hauser SL, Oksenberg JR. The neurobiology of multiple sclerosis: genes, inflammation, and
neurodegeneration. Neuron. 2006;52(1):61-76. 31. Pouragahi S, Nassiri Asl M, Sahraian MA, Sadeghi M, Zamanzadeh Z, et al. Utility of Myelin Basic Protein as an Early Prognostic Biomarker in Multiple Sclerosis. Iranian Red Crescent Medical Journal. 2017
;19.)3( 32. Jimenez SA, Piera-Velazquez S. Potential role of human-specific genes, human-specific microRNAs and human-specific non-coding regulatory RNAs in the pathogenesis of Systemic Sclerosis and Sjögren's
Syndrome. Autoimmunity reviews. 2013;12(11):1046-51. 33. Wang P, Xue Y, Han Y, Lin L, Wu C, et al. The STAT3-binding long noncoding RNA lnc-DC controls
human dendritic cell differentiation. Science. 2014;344(6181):310-3. 34.
Esteller M. Non-coding RNAs in human disease. Nature reviews genetics. 2011;12(12):861. 35. Spurlock III CF, Tossberg JT, Guo Y, Collier SP, Crooke III PS, et al. Expression and functions of long
noncoding RNAs during human T helper cell differentiation. Nature communications. 2015;6:6932.