MicroRNA和宿主基因在调节胆固醇通路中起关键作用

麻省总医院(MGH)的研究人员已经确定了RNA的微小片段,这些片段可能在人体对胆固醇和脂质的调节中发挥重要作用。他们的研究发现,miR-33 microRNAs家族抑制了一种已知对生成HDL(将脂质运输到肝脏进行处理的“好胆固醇”)和从外周组织(包括形成动脉粥样硬化斑块的细胞)清除胆固醇很重要的蛋白质。这些研究结果将发表在《科学》杂志上,并正在接受早期在线出版,它们表明mir -33介导的途径可能是心血管疾病的一个新的治疗靶点。

MGH癌症研究中心的Anders Näär博士领导了这项研究,他说:“我们的研究表明,miR-33a和-33b -嵌入在胆固醇/脂质调节因子SREBP家族基因中的microrna -与它们的宿主基因一起控制细胞胆固醇水平。”“重要的是,miR-33也是第一个被发现可以调节细胞胆固醇输出和抑制动物体内HDL生成的microRNA。这一对胆固醇调节的新认识可以为正在进行的提高心脏病患者HDL水平的努力提供信息。”Näär是哈佛医学院细胞生物学副教授。

胆固醇是所有细胞和几种重要激素的基本成分,但胆固醇水平失衡或过高会导致动脉粥样硬化斑块的形成,从而导致心脏病发作或中风。过量的低密度脂蛋白(LDL,通常被称为“坏胆固醇”)颗粒会被血液中的巨噬细胞吸收,从而将免疫细胞转化为富含脂质的“泡沫细胞”,形成斑块。高密度脂蛋白(HDL或“好胆固醇”)将脂质从细胞运输回肝脏进行处理,低HDL水平与心血管风险增加有关。

在已知的调节胆固醇产生的机制中,有控制几种基因表达的SREBPs(固醇调节元件结合蛋白)。虽然这些蛋白质在胆固醇生成中的作用已经很清楚,但对于它们在胆固醇和其他脂类的清除和清除中所起的作用却知之甚少。出乎意料的是,MGH/HMS团队发现了一个microRNAs家族——可以控制基因表达的微小RNA片段——存在于从果蝇到人类的动物SREBP基因的非编码片段中。然后,研究人员试图确定这种microRNA家族的两种形式(称为miR-33a和-33b)的功能,以及它们是否与SREBP宿主基因的功能有关。

一系列实验表明,miR-33a和-33b抑制ABCA1 (atp结合盒转运体A1), ABCA1是一种已知对高密度脂蛋白的生成和胆固醇从外端组织(包括泡沫细胞)运输回肝脏处理很重要的蛋白质。ABCA1基因的特定变异和突变与心脏病风险增加有关。研究人员还发现,用阻断miR-33活性的反义RNA链治疗含胆固醇的小鼠巨噬细胞可以增加ABCA1的水平,降低细胞胆固醇水平。将同样的mir -33反义分子注射到高脂肪饮食的小鼠中,导致动物HDL水平显著增加,但对LDL、甘油三酯或葡萄糖水平没有影响。

“我们发现miR-33与其SREBP宿主协同作用以维持胆固醇水平,这似乎是已知的microRNA及其宿主基因合作调节生理途径的第一个例子,”Näär解释道。“这些研究也为研究这种新的胆固醇调节机制是否可以作为治疗心血管疾病的治疗靶点提供了动力。”

MGH心脏中心临床和转化研究主任Robert Gerszten医学博士补充道:“这些研究特别及时,因为针对‘好’HDL途径的药物的开发一直具有挑战性。”

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这项研究得到了国家普通医学科学研究所、国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所、美国心脏协会、Leducq基金会和马萨诸塞州总医院的资助。MGH癌症中心的Hani Najafi-Shoushtari博士是《科学》杂志这篇文章的主要作者。其他合著者有Fjoralba Kristo和Toshi Shioda, MD, PhD, MGH;李颖霞和布莱根妇女医院的医学博士大卫·科恩。MGH有一项正在申请的专利,涉及使用miR-33 microRNAs来调节胆固醇水平。

马萨诸塞州总医院成立于1811年,是哈佛医学院最早也是最大的教学医院。MGH进行着美国最大的以医院为基础的研究项目,每年的研究预算超过6亿美元,主要研究中心包括艾滋病、心血管研究、癌症、计算和综合生物学、皮肤生物学、人类遗传学、医学成像、神经退行性疾病、再生医学、系统生物学、移植生物学和光电医学。

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