Участие микроРНК в развитии рассеянного склероза: гендер-специфическая экспрессия в мононуклеарных клетках крови и анализ функциональной роли тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, кандидат наук Баулина Наталья Михайловна

• Баулина Наталья Михайловна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Баулина Наталья Михайловна

ОГЛАВЛЕНИЕ

CПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Некодирующие РНК: классификация и функции

1.2. МикроРНК: биогенез и механизм действия

1.3. Этиология и патогенез РС 21 1.3.1.Эпидемиология и этиология РС

1.3.2. Основные аспекты патогенеза РС

1.3.3. Факторы, влияющие на развитие РС

1.3.3.1. Образ жизни и факторы окружающей среды

1.3.3.2. Генетические факторы

1.4. МикроРНК, вовлеченные в патогенез рассеянного склероза

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Объект исследования

2.2. Подготовка образцов крови

2.3. Выделение РНК

2.4. Подготовка библиотек микроРНК для высокопроизводительного секвенирования

2.5. Анализ данных секвенирования микроРНК

2.6. Обратная транксрипция и полимеразная цепная реакция (ПЦР) в реальном времени (RT-qPCR) для анализа экспрессии отдельных микроРНК

2.7. Статистический анализ

2.8. Биоинформатический анализ

2.9. Использованные в работе реактивы

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1. Анализ экспрессии микроРНК в МНК больных РРС и здоровых контролей

3.1.1. Полнотранскриптомный поиск микроРНК, ассоциированных с формированием РРС

3.1.2.Верификация данных о гендер-специфической дифференциальной экспрессии отдельных микроРНК из локуса DLK1-DIO3 при РРС

3.1.3. Исследование согласованности экспрессии микроРНК, расположенных в импринтированном локусе DLK1-DIO3

3.1.4. Анализ функциональной роли дифференциально экспрессирующихся микроРНК из локуса DLK1-DIO3 в формировании РРС

3.2. Анализ экспрессии микроРНК в МНК больных РРС в стадиях ремиссии и обострения 62 3.2.1. Полнотранскриптомный поиск микроРНК, ассоциированных с активностью течения

РРС

2

3.2.2. Верификация данных высокопроизводительного секвенирования о дифференциальной экспрессии микроРНК в зависимости от активности течения РРС

3.2.3. Исследование экспрессии микроРНК, вовлеченных в регуляцию активности течения РРС с использованием кандидатного подхода

3.2.5. Анализ функциональной роли микроРНК, дифференциально экспрессирующихся

при сравнении двух стадий РРС

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АИЗ - аутоиммунные заболевания ГЭБ - гемато-энцефалический барьер МиРНК - малые интерферирующие РНК МНК - мононуклеарные клетки крови НкРНК - некодирующие регуляторные РНК ПиРНК - PIWI-взаимодействующие РНК РС - рассеянный склероз РРС - ремиттирующий рассеянный склероз РТК - рецепторная тирозинкиназа ЦНС - центральная нервная система

ЭАЭ - экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит

DGCR8 (Di George syndrome critical region 8) - критичный для развития синдрома Ди Джорджи регион

ANOVA (analysis of variance) - дисперсионный анализ

DIO3 (Type III iodothyronine deiodinase) - ген, кодирующий йодтиронин-деиодиназу III типа

DLK1 (Delta Like Non-Canonical Notch Ligand 1) - ген, кодирующий гомологичный лиганду 1 дельта неканонического пути Notch

DMR (differentially methylated region) - дифференциально метилированная область EGFR (Epidermal growth factor receptor) - рецептор эпидермального фактора роста 1 FC (fold change) - кратность изменения экспрессии

FGFR (Fibroblast growth factor receptor) - рецептор фактора роста фибробластов IGF1R (Insulin-like growth factor 1 receptor) - рецептор инсулиноподобного фактора роста

MHC (major histocompatibility complex) - главный комплекс гистосовместимости

miRISC - микроРНК-индуцируемый комплекс выключения гена

MRE (miRNA-responsible elements) - микроРНК-чувствительных элементов

NGFR (Nerve growth factor receptor) - рецептор фактора роста нервов

NGS (next generation sequencing) - секвенирование нового поколения

PDGFR (Platelet-derived growth factor receptor) - рецептор фактора роста тромбоцитов

RIN (RNA integrity number) - индекс целостности РНК

RISC (RNA-induced silencing complex) - РНК-индуцируемый комплекс выключения

гена

RT-qPCR (reverse transcription quantitative polymerase chain reaction) - обратная транскрипция с последующей полимеразной цепной реакцией в реальном времени

SNORD (small nucleolar RNA, C/D box) - ген, кодирующий малую ядрышковую РНК семейства C/D

Treg клетки - Т-регуляторные клетки

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Участие микроРНК в развитии рассеянного склероза: гендер-специфическая экспрессия в мононуклеарных клетках крови и анализ функциональной роли»

Актуальность проблемы

Рассеянный склероз (РС) - это аутоиммунное воспалительное заболевание центральной нервной системы (ЦНС), которое характеризуется комплексом иммуно-опосредованных патологических процессов, приводящих к демиелинизации и повреждению аксонов, что в дальнейшем приводит к потере неврологических функций и инвалидности. РС характеризуется гетерогенностью клинических форм; наиболее распространен ремиттирующий РС (РРС), течение которого определяется чередованием периодов обострения (с резким ухудшением симптоматики) и ремиссии (с полным или неполным восстановлением функций). Хотя механизмы, лежащие в основе такого волнообразного течения, остаются до конца невыясненными, показана роль иммунной системы в инициировании обострений при РРС, когда иммунные клетки, будучи активированным, проникают в ЦНС и провоцируют там нейровоспалительные процессы [108].

РС относится к типичным комплексным заболеваниям, развитие которых обусловлено сочетанием наследственных и ненаследственных факторов. Многолетние исследования генетической предрасположенности к РРС не смогли объяснить значительную долю наблюдаемой наследственности. Согласно современным представлениям, это может быть связано с малыми эффектами генов, непосредственно не вовлеченных в патогенез заболевания. Эти гены могут быть интегрированы в сети, регулируемые микроРНК - малыми (19-24 нуклеотидов) некодирующими РНК. МикроРНК участвуют в пост-транскрипционной регуляции экспрессии генов посредством полного или неполного комплементарного связывания затравочной области микроРНК (6-8 нуклеотидов) в основном с 3'-нетранслируемой областью мРНК-мишени [11]. В целом, обладая вырожденностью и плейотропностью, микроРНК действуют как негативные регуляторы экспрессии более 60% белок-кодирующих генов [50].

В последние годы микроРНК зарекомендовали себя в качестве ключевых

регуляторов различных биологических процессов, включая рост и дифференцировку клеток,

иммунный ответ и воспаление, что позволило предположить их участие в механизмах,

лежащих в основе патогенеза РС. В первых исследованиях 2010х годов, показана роль miR-

155 и miR-326 в регуляции нейрональных и иммунных процессов при РС; их повышенная

экспрессия приводит к изменению уровней их мРНК-мишеней как в клетках мозга, так и в

крови, что в свою очередь способствует прогрессированию заболевания [38, 120].

Исследование путей влияния микроРНК на развитие воспалительного процесса показало, что

разные микроРНК могут действовать антагонистично; так, повышенная экспрессия

6

некоторых микроРНК может предполагать их участие в провоспалительных процессах при РС, или же, наоборот, в противовоспалительных процессах, направленных на уменьшение воспаление.

Одним из наиболее эффективных подходов для поиска новых ассоциированных с РС микроРНК является высокопроизводительное секвенирование (секвенирование нового поколения, NGS), которое позволяет исследовать экспрессию всех микроРНК в анализируемом биологическом материале на полнотранскриптомном уровне. Другим путем для изучения роли микроРНК в развитии и течении РС является использование классического подхода «ген-кандидат». При этом подходе предположение о возможном участии той или иной микроРНК в этиопатогенезе заболевания выдвигают, исходя из природы заболевания и функции этой микроРНК, выявленной ранее, а далее проверяют это предположение.

Принимая во внимание стадийность патологического процесса при РРС, представляется перспективным изучить профиль микроРНК в зависимости от стадии клинического течения РРС, что может помочь не только выявить потенциальные биомаркеры РС, но и предположить потенциальные механизмы действия микроРНК при волнообразном течении этой формы.

Совместное использование полнотранскриптомного и кандидатного подходов для изучения путей микроРНК-опосредованной регуляции воспаления и иммунных процессов при формировании РРС и активности его течения может не только обогатить наши знания о фундаментальных основах патогенеза заболевания, но и повлиять на развитие стратегий его профилактики и лечения.

Разработанность темы исследования

В последние несколько лет исследования микроРНК приобрели широкую популярность. Выявление дифференциально экспрессирующихся микроРНК при РС привело к тому, что микроРНК рассматривается как новые перспективные прогностические биомаркеры развития и прогрессирования заболевания [53]. На сегодняшний день РС-специфические микроРНК обнаружены в цельной крови [81, 82] и ее различных компонентах, а именно в мононуклеарных клетках крови (МНК) [103, 123, 157], субпопуляциях МНК [2, 45, 144, 153, 178], плазме [53, 152, 157] и сыворотке [132], а также в пораженных тканях мозга [78] и в цереброспинальной жидкости [61]. Хотя эти исследования безусловно расширяют представления о молекулярных механизмах патогенеза РС, в них как правило не учитывали разнообразие параметров заболевания, связанных с наличием разных клинических форм РС, тендерными особенностями его течения и воздействием применяемых лекарственных препаратов. К тому же, проведенные исследования характеризуются

7

различным дизайном экспериментов (использование различного исходного материала, различных платформ для анализа экспрессии микроРНК и алгоритмов анализа первичных данных), что определяет необходимость воспроизведения результатов и более строгой интерпретации данных о функциональной и патологической роли микроРНК в развитии РС.

Однако среди исследований, проведенных для выявления микроРНК, ассоциированных с формированием и активностью течения РРС, высокопроизводительное секвенирование применяли только в сыворотке или в цельной крови [41, 81, 82, 91, 148]. Изучение полного профиля экспрессии микроРНК в клетках крови, непосредственно вовлеченных в формирование и активность патологического процесса при РРС, остается весьма актуальной нерешенной задачей.

Цель и задачи работы

Настоящее исследование было проведено с целью оценить участие различных микроРНК в формировании и активности течения РРС.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1) Провести у больных РРС и у индивидов контрольной группы полнотранскриптомный анализ экспрессии микроРНК в МНК с помощью высокопроизводительного секвенирования (N08), раздельно для мужчин и для женщин.

2) Провести в исследованной группе больных РРС поиск микроРНК, дифференциально экспрессирующихся в стадии ремиссии по сравнению со стадией обострения, раздельно для мужчин и для женщин.

3) Провести верификацию полученных с помощью N08 данных о дифференциальной экспрессии отдельных микроРНК при РРС на независимых репрезентативных группах больных РРС и индивидов контрольной группы методом обратной транскрипции с последующей полимеразной цепной реакцией в реальном времени ^Т^РСЯ).

4) С помощью подхода «ген-кандидат» исследовать методом RT-qPCR экспрессию микроРНК, вовлеченных, согласно литературным данным, в иммунопатогенез РС, у больных РРС в ремиссии по сравнению с больными в обострении, раздельно для мужчин и женщин.

5) Провести биоинформатический анализ для установления функциональной роли дифференциально экспрессирующихся микроРНК, выявленных у больных РРС по сравнению с индивидами контрольной группы и у больных РРС в стадии ремиссии по сравнению с больными в стадии обострения.

Научная новизна работы

В настоящей работе с использованием двух альтернативных подходов: полнотранскриптомного профилирования, не основанного на каких-либо гипотезах, и кандидатного подхода, впервые проведен поиск микроРНК в МНК, ассоциированных с формированием РРС и активностью его течения, отдельно для мужчин и женщин. Другой отличительной особенностью данной работы стало включение в исследование только тех больных РРС, которые не получали иммуномодулирующего лечения.

Использование гендер-специфического подхода позволило установить различия в профилях экспрессии микроРНК у мужчин и женщин и выявить ранее не описанные микроРНК, ассоциированные с формированием РРС и активностью его течения у обоих полов. Впервые описано повышение экспрессии многих генов микроРНК из двух больших кластеров импринтированного локуса ВЬК1-ВЮ3 на хромосоме 14, наблюдаемое только у больных РРС мужчин по сравнению со здоровыми мужчинами. Повышенная экспрессия генов некоторых микроРНК из этого локуса (ш1Я-431 и ш1Я-127-3р из кластера 14д32.2 и ш1Я-379, ш1Я-376е, ш1Я-381, ш1Я-410 и miR-656 из кластера 14д32.31) у мужчин, больных РРС, по сравнению со здоровыми мужчинами была верифицирована на независимых расширенных выборках с помощью RT-qPCR. У больных РРС женщин уровни экспрессии этих микроРНК были на том же уровне или несколько ниже, чем у больных РРС мужчин, но не отличались от здоровых женщин. Полученные с помощью двух независимых методов и на независимых выборках, эти результаты впервые убедительно демонстрируют гендерную специфичность экспрессии микроРНК из этого локуса ВЬК1-ВЮ3. В целом, впервые и только у мужчин показано вовлечение генов микроРНК из импринтированного локуса ВЬК1-ВЮ3 в развитие РРС, что свидетельствует о различиях в молекулярных механизмах этого аутоиммунного воспалительного заболевания у женщин и мужчин. Впервые показана высокая корреляция экспрессии генов перечисленных микроРНК у мужчин и у женщин (и у больных РРС, и у здоровых), свидетельствующая о существовании общих механизмов регуляции транскрипции генов из двух кластеров локуса ВЬК1-ВЮ3.

Впервые показаны различия в уровнях экспрессии на стадиях ремиссии и обострения РРС ряда микроРНК (miR-126, ш1Я-146Ь, ш1Я-155, ш1Я-21 и ш1Я-223), участвующих, согласно современным представлениям, в модулировании иммунного ответа. При этом наблюдали более высокий уровень всех этих микроРНК на стадии ремиссии, что может указывать на их важную роль в качестве негативных регуляторов активности патологического процесса при РРС.

Впервые проведенный для РРС биоинформатический анализ, направленный на установление функциональной роли найденных микроРНК, дифференциально экспрессирующихся при формировании РРС или изменениях в активности его течения,

9

свидетельствует об их преимущественном вовлечении в регуляцию сигнальных путей, активируемых через рецепторные тирозинкиназы.

Теоретическая и практическая значимость Выявление дифференциально экспрессирующихся микроРНК, ассоциированных как с формированием РРС, так и с активностью его течения, способствует лучшему пониманию механизмов, вовлеченных в регуляцию патологического процесса при этом заболевании. Это может послужить основой для создания методов ранней диагностики РС и прогнозирования его клинического течения, в частности, предсказания тяжести заболевания и скорости прогрессирования у конкретного больного, что весьма важно при выборе тактики лечения больных.

Апробация работы

Результаты, полученные в настоящей работе, были представлены на следующих отечественных и международных научных конференциях: European Biotechnology Congress 2019 (Валенсия, Испания); Мультиконференция "Биотехнология — медицине будущего" 2019 (Новосибирск, Россия); XIII Международная Пироговская Научная Медицинская конференция студентов и молодых ученых 2018 (Москва, Россия); Международная научно-практическая конференция «Молекулярная диагностика 2018» (Минск, Беларусь); 3-ий Всероссийский конгресс с международным участием «Рассеянный склероз и другие демиелинизирующие заболевания» 2018 (Конгресс РОКИРС/RUCTRIMS, Екатеринбург, Россия); Всероссийская конференция с международным участием «Высокопроизводительное секвенирование в геномике» 2017 (Новосибирск, Россия); IX Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Молекулярная диагностика 2017» (Москва, Россия); 13th International Society of Neuroimmunology Congress 2016 (Иерусалим, Израиль).

Публикации

Материалы диссертации изложены в виде 6 публикаций в рецензируемых российских и международных научных журналах и 3 тезисов в сборниках трудов конференций.

Личное участие автора в получении научных результатов

Основные результаты диссертационной работы получены автором или при его непосредственном участии.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты, обсуждение, заключение, выводы и список

литературы, состоящий из 186 источников. Диссертация изложена на 97 страницах и содержит 18 рисунков и 12 таблиц.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Некодирующие РНК: классификация и функции

Одним из важнейших и неожиданных результатов высокопроизводительного секвенирования человеческого генома стало заключение о том, что доля геномной ДНК, кодирующей белки, составляет меньше 2% [56]. При этом было установлено, что до 90% генома имеют определенную биологическую функцию, связанную в основном с регуляцией экспрессии генов [25, 40]. Среди выявленных функционально значимых участков генома наиболее представлены гены некодирующих (точнее - нетранслируемых) регуляторных РНК (нкРНК), которые отличаются большим разнообразием по структуре и функциям [18]. В зависимости от длины, регуляторные нкРНК разделяют на длинные (>200 нуклеотидов) и короткие (<200 нуклеотидов) молекулы.

Длинные нкРНК представляют собой большую и гетерогенную группу нкРНК, как правило, не содержащих открытой рамки считывания в их последовательности. По последним оценкам, в геноме человека выявлено около 16 тысяч генов, кодирующих в общей сложности 28 тысяч длинных нкРНК, и с развитием современных технологий число длинных нкРНК и их генов неуклонно возрастает. Хотя функции большинства длинных нкРНК неизвестны, для уже охарактеризованных нкРНК показано участие в регуляции экспрессии генов на транскрипционном, а также на посттранскрипционном уровнях. Некоторые из нкРНК взаимодействуют с основными транскрипционными комплексами и регуляторными факторами, не давая им связываться со своими естественными мишенями, и, как следствие, инактивируя их функциональную активность. Многие длинные нкРНК выступают в роли «каркасных» молекул для сборки транксрипционных комплексов, а также привлекают молекулы (например, комплексы, модифицирующие хроматин) к специфическим участкам для активации или подавления экспрессии гена-мишени. Помимо этого, длинные нкРНК могут путем выпетливания хромосомной ДНК сближать удаленные друг от друга участки хромосом и, таким образом, выполнять функцию энхансеров (обобщено в [90]). Все больше данных свидетельствуют о том, что эти молекулы являются важными регуляторами разнообразных биологических процессов, таких как пролиферация, апоптоз, дифференцировка и метаболизм, и изменения этого регуляторного звена тесно связаны с патогенезом различных онкологических, неврологических и аутоиммунных заболеваний [29, 90, 93, 179]. Неудивительно, что изучение роли нкРНК в регуляции экспрессии генов как в норме, так и при различных заболеваниях - актуальная тема современных исследований.

Короткими нкРНК называют молекулы РНК длиной до 200 нуклеотидов, которые делят на структурные и регуляторные. К числу структурных относят РНК, которые участвуют в трансляции мРНК (тРНК, 5Би 5.8 S рРНК большой рибосомной субъчастицы 60S), малые ядерные РНК (мяРНК), вовлеченные в сплайсинг и процессинг мРНК, и малые ядрышковые РНК (мякРНК), действующие в качестве «направляющих» для химических модификаций рРНК, тРНК и мяРНК. Среди коротких регуляторных нкРНК выделяют малые интерферирующие РНК (миРНК), пиРНК (PIWI-взаимодействующие РНК) и микроРНК.

МиРНК - это класс двухцепочечных молекул РНК длиной 20-25 нуклеотидов с двумя неспаренными выступающими нуклеотидами на 3'-концах, обнаруженный у растений и у низших животных. Молекулы с такой структурой образуются в результате разрезания ферментом Dicer длинных двухцепочечных РНК или РНК шпилечной структуры. МиРНК затем связывается с мультибелковым РНК-индуцируемым комплексом выключения гена (RNA-induced silencing complex, RISC). Одна из цепей миРНК («пассажирская») отделяется и в большинстве случаев разрушается, другая цепь («направляющая») остается в составе комплекса, активируя его и направляя к мРНК-мишени. Полностью комплементарное связывание этого комплекса с мРНК-мишенью приводит к расщеплению последней за счет каталитической активности белка Ago2 семейства Argonaute, входящего в состав RISC [32]. Для каждой миРНК характерно наличие единственной специфической мРНК-мишени. Этот процесс подавления экспрессии гена получил название РНК-интерференции; он играет важную роль в защите организма от вирусов и транспозонов.

PIWI-взаимодействующие РНК (пиРНК), следующий класс коротких регуляторных нкРНК, обнаружен у большинства животных, включая человека. ПиРНК представляют собой молекулы длиной 21-35 нуклеотидов, образующиеся из длинных одноцепочечных предшественников, и 2'-0-метилированные по 3'-концу. Предшественники пиРНК транскрибируются из геномных локусов, известных как кластеры генов пиРНК. У млекопитающих кластеры пиРНК расположены в генах длинных нкРНК. Последовательности пиРНК не консервативны и характеризуются чрезвычайно высоким разнообразием [124]. Основной функцией пиРНК считают подавление экспрессии транспозонов. Они направляют ядерные белки PIWI, синтезирующиеся почти исключительно в клетках зародышевых тканей, к образующимся транскриптам транспозонов и формируют гетерохроматин посредством метилирования ДНК или гистонов в этом локусе, таким образом подавляя их транскрипцию. В цитоплазме пиРНК

обеспечивают посттранскрипционное подавление экспрессии гена, направляя белки PIWI для разрезания мРНК-мишени.

Наибольшее внимание среди коротких нкРНК привлекают к себе микроРНК -молекулы размером 20-24 нуклеотида, которым и будет посвящен этот обзор. Современные представления о биогенезе и механизме действия микроРНК будут рассмотрены в следующем разделе.

1.2. МикроРНК: биогенез и механизм действия

МикроРНК стали предметом активного изучения с момента обнаружения у нематоды Caenorhabditis elegans микроРНК lin-4 в начале 1990-х годов [133]. К настоящему времени микроРНК обнаружены у животных, растений, зеленых водорослей и вирусов [79]. МикроРНК представляют собой класс одноцепочечных коротких нкРНК, участвующих, подобно миРНК, в РНК-интерференции, регулируя экспрессию генов посредством ассоциации с комплексом RISC и последующего специфического связывания с мРНК-мишенью. Различные сведения об известных микроРНК хранятся в ряде баз данных, таких, как miRBase, microRNA.org, MicroRNAdb, PhenomiR, miR2Disease. По данным последней версии miRBase (v22), всего у 271 видов найдено 48648 зрелых микроРНК, из них 2654 зрелых микроРНК идентифицированы в организме человека [44]. Спектр микроРНК организма напрямую зависит от сложности строения последнего. Для обозначения гена микроРНК, зрелой микроРНК и ее предшественника, разработана специальная номенклатура.

МикроРНК являются высококонсервативными молекулами. На основании общих высокогомологичных последовательностей, а также общих мишеней, эволюционно родственные микроРНК объединены в различные семейства [106], внутри которых отдельные микроРНК аннотируются дополнительным суффиксом из одной буквы. Одним из механизмов эволюции микроРНК в геноме являются дупликации их генов, вследствие чего гены микроРНК зачастую располагаются в виде кластеров. Некоторые гены микроРНК происходят от мобильных генетических элементов, высокая концентрация и повторяемость в геноме человека которых может объяснить широкую распространенность генов микроРНК и существование гомологичных микроРНК, гены которых расположены в разных геномных локусах (в названии различаются по дополнительной цифре).

В зависимости от геномной локализации, гены микроРНК могут быть разделены на интронные, экзонные и межгенные [121]. Большинство генов микроРНК расположены в интронах как кодирующих, так и некодирующих аннотированных генов. Гены интронных микроРНК (поодиночке или в составе кластера) могут транскрибироваться совместно с их

генами-хозяевами или со своего собственного специфичного промотора. Существенная доля известных генов микроРНК локализована в межгенных областях, они также могут располагаться поодиночке или группироваться в кластеры. Помимо этого, встречаются гены микроРНК, расположенные в перекрывающихся экзон-интронных областях некодирующих генов, однако, такое расположение бывает крайне редким.

Биогенез микроРНК схематически представлен на Рисунке 1. Гены микроРНК транскрибируются в ядре в основном РНК-полимеразой II, в виде первичной микроРНК (pri-miRNA), которая представляет собой длинный транскрипт (от нескольких сотен до десятков тысяч нуклеотидов), содержащий от одного до шести предшественников микроРНК. Первичная микроРНК подвергается кэпированию, полиаденилированию и сплайсингу. Первичная микроРНК затем процессируется в ядре микропроцессорным комплексом белков Drosha-DGCR8 с образованием шпилечного предшественника микроРНК (pre-miRNA, пре-микроРНК) длиной 60-70 нуклеотидов [13]. Белок Drosha, присутствующий в этом комплексе, содержит каталитический домен РНКазы III, а белок DGCR8 выступает в качестве кофактора. Образующийся продукт имеет 2 выступающих нуклеотида на 3'-конце, он имеет З'-гидроксильную и 5'-фосфатную группы. Пре-микроРНК экспортируется из ядра ядерно-цитоплазматическим переносчиком экспортином-5, который распознает 2 выступающих нуклеотида на 3'-конце молекулы. Транспорт происходит с затратой энергии ГТФ при участии ГТФ-связывающего белка Ran. В цитоплазме под действием фермента Dicer, обладающего активностью РНКазы III, пре-микроРНК процессируется с образованием микроРНК-дуплекса, состоящего из двух цепей микроРНК. Этот дуплекс связывается с белками семейства Ago (Ago1-4 у людей) с помощью шаперонов Hsc70/Hsp90 АТФ-зависимым образом. Расплетание микроРНК-дуплекса инициируется одним из доменов белка Ago; одна цепь остается связанной с белком, формируя каркас функционального микроРНК-индуцируемого комплекса выключения гена miRISC, тогда как другая цепь диссоциирует от комплекса [164]. Для каждой микроРНК выбор цепи, которая будет формировать комплекс miRISC, варьирует в зависимости от типа клетки или клеточной среды. Выбор цепи может зависеть от термодинамической стабильности микроРНК-дуплекса на 5'-конце или от присутствия 5'-урацила в положении нуклеотида 1. Как правило, нить с более низкой 5'-стабильностью или 5'-урацилом в положении нуклеотида 1 предпочтительно остается ассоциированной с белком Ago и считается направляющей цепью; другая цепь называется пассажирской (обозначается *) [33, 119].

РНК-полимераза II

Ч

МикроРНК-дуплекс ттПтптг

\

/

Ago 1-4

Первичная микроРНК

Экспортин

лОппг

(У&С

I

mi RISC комплекс

Пре-микроРНК

ттт

Микропроцессор

/

Репрессия трансляции или деградация мРНК

Ядро // Цитоплазма

Рисунок 1 (модифицировано из [33]). Биогенез микроРНК. Ген микроРНК транскрибируется в ядре с помощью РНК-полимеразы II с образованием первичной микроРНК и процессируется в ядре в пре-микроРНК микропроцессорным комплексом, который состоит из белка Drosha и РНК-связывающего белка DGCR8. Пре-микроРНК затем экспортируется с помощью переносчика экспортина 5 в цитоплазму, где процессируется ферментом Dicer в микроРНК-дуплекс. После связывания микроРНК-дуплекса с белками Ago1-4 происходит его расплетание, диссоциация одной из цепей и формирование miRISC-комплекса с оставшейся цепью микроРНК-дуплекса. Ассоциированная с miRISC комплексом цепь направляет его к мРНК-мишени, результатом чего является репрессия трансляции или деградация этой мРНК.

Для связывания с мРНК-мишенью направляющей цепи микроРНК в составе комплекса miRISC критичен небольшой участок - затравочная область (seed region) со 2 по 7 нуклеотид на 5'-конце микроРНК; кроме того, в распознавании мРНК-мишени участвуют также 8-ой и 13-16-ые нуклеотиды [60]. В большинстве проведенных исследований показано, что комплекс miRISC связывается с микроРНК-чувствительной последовательностью в З'-нетранслируемой области их мРНК-мишеней, вызывая трансляционную репрессию. Сайты связывания микроРНК были обнаружены также в 5'-

нетранслируемой и промоторных областях мРНК и в ее кодирующей последовательности [119]. Связывание комплекса miRISC с 5'-нетранслируемыми и кодирующими областями мРНК оказывает негативный регуляторный эффект на экспрессию генов [48, 184], в то время как взаимодействие микроРНК с промоторной областью активирует транскрипцию [36].

Степень комплементарности между затравочной областью микроРНК и сайтом посадки на мРНК-мишень во многом определяет силу связывания и механизм регуляции экспрессии генов. Полное комплементарное связывание miRISC комплекса с мРНК-мишенью активирует эндонуклеазную активность белка Ago2, который разрезает мРНК [76]. Однако, в клетках животных в большинстве случаев связывание микроРНК с мРНК-мишенью не полностью комплементарно; это препятствует разрезанию мРНК эндонуклеазой Ago2 и приводит к miRISC-опосредованному ингибированию трансляции мРНК-мишени и/или ее деградации [77].

Механизмы ингибирования трансляции мРНК-мишени с помощью микроРНК у животных представлены на Рисунке 2 (обобщено в [142]). MiRISC-опосредованное ингибирование инициации трансляции осуществляется за счет того, что белок Ago2 способен одновременно связываться с 5'-m7G кэпом и З'-нетранслируемой областью мРНК-мишени, тем самым предотвращая распознавание кэпа фактором инициации трансляции eIF4E. Это препятствует рекрутированию рибосомных субчастиц 60S и 40S, предотвращая образование рибосомного комплекса и приводя к ингибированию инициации трансляции мРНК (Рисунок 2 А). МикроРНК могут также ингибировать процесс трансляции на этапе элонгации, вызывая «соскакивание» рибосом с мРНК, преждевременное прекращение трансляции и деградацию образовавшихся полипептидов (Рисунок 2Б). Может использоваться также механизм miRISC-опосредованной деградации мРНК. Он заключается в деаденилировании мРНК-мишени 3'^5' экзонуклеазами, удалении кэпа с 5'-конца мРНК с помощью декэппирующих ферментов DCP1/2 и гидролизе остальной мРНК с помощью 5'^3' экзонуклеаз. Для этого каркасный miRISC комплекс микроРНК-Ago рекрутирует белок GW182, который необходим для привлечения поли(А)-деаденилазных комплексов PAN2-PAN3 и CCR4-NOT. Взаимодействие между триптофановыми повторами GW182 и поли(А)-связывающим белком С (poly(A)-binding protein C, PABPC) способствует эффективному деаденилированию. Затем происходит декэппирование белком DCP2 (decapping protein 2), который находится в комплексе с ассоциированными белками, и последующая деградация мРНК 5'^3' экзонуклеазой 1 (XRN1). Совместно с этим процессом, полисомальная рибонуклеаза 1 (PMR1) за счет своей эндонуклеазной активности также может способствовать деградации мРНК (Рисунок 2В).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Баулина Наталья Михайловна, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Abdallah B.M. [и др.]. dlk1/FA1 Regulates the Function of Human Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells by Modulating Gene Expression of Pro-inflammatory Cytokines and Immune Response-related Factors // J. Biol. Chem. 2007. Т. 10. № 282. C. 7339-7351.

2. Ahmadian-Elmi M. [и др.]. miR-27a and miR-214 exert opposite regulatory roles in Th17 differentiation via mediating different signaling pathways in peripheral blood CD4+ T lymphocytes of patients with relapsing-remitting multiple sclerosis. // Immunogenetics. 2016. Т.

1. № 68. C. 43-54.

3. Aloe L. [и др.]. Nerve Growth Factor: A Focus on Neuroscience and Therapy. // Curr. Neuropharmacol. 2015. Т. 3. № 13. C. 294-303.

4. Arroyo J.D. [и др.]. Argonaute2 complexes carry a population of circulating microRNAs independent of vesicles in human plasma. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011. Т. 12. № 108. C. 5003-8.

5. Aung L.L. [и др.]. MMP-9 expression is increased in B lymphocytes during multiple sclerosis exacerbation and is regulated by microRNA-320a. // J. Neuroimmunol. 2015. Т. № 278. C. 185-9.

6. Azizi G., Mirshafiey A. Imatinib mesylate: an innovation in treatment of autoimmune diseases. // Recent Pat. Inflamm. Allergy Drug Discov. 2013. Т. 3. № 7. C. 259-67.

7. Backes C. [и др.]. GeneTrail--advanced gene set enrichment analysis // Nucleic Acids Res. 2007. Т. Web Server. № 35. C. W186-W192.

8. Baladron V. [и др.]. dlk acts as a negative regulator of Notch1 activation through interactions with specific EGF-like repeats. // Exp. Cell Res. 2005. Т. 2. № 303. C. 343-59.

9. Baranzini S.E., Hauser S.L. Large-scale gene-expression studies and the challenge of multiple sclerosis. // Genome Biol. 2002. Т. 10. № 3. C. reviews1027.

10. Baranzini S.E., Oksenberg J.R. The Genetics of Multiple Sclerosis: From 0 to 200 in 50 Years. // Trends Genet. 2017. Т. 12. № 33. C. 960-970.

11. Bartel D P. MicroRNAs: Target Recognition and Regulatory Functions // Cell. 2009. Т.

2. № 136. C. 215-233.

12. Bashinskaya V. V. [и др.]. A review of genome-wide association studies for multiple sclerosis: classical and hypothesis-driven approaches // Hum. Genet. 2015. Т. 11-12. № 134. C. 1143-1162.

13. Baulina N.M., Kulakova O.G., Favorova O.O. MicroRNAs: The Role in Autoimmune Inflammation. // Acta Naturae. Т. 1. № 8. C. 21-33.

14. Benetatos L. [и др.]. The microRNAs within the DLK1-DIO3 genomic region: Involvement in disease pathogenesis // Cell. Mol. Life Sci. 2013. Т. 5. № 70. C. 795-814.

85

15. Benjamini Y., Hochberg Y. Controlling the False Discovery Rate: A Practical and Powerful Approach to Multiple Testing // Journal of the Royal Statistical Society. Series B (Methodological). 1995. T. 57. 289-300 c.

16. Bergman P. [h gp.]. Next-Generation Sequencing Identifies MicroRNAs that Associate with Pathogenic Autoimmune Neuroinflammation in Rats // J. Immunol. 2013. T. 8. № 190. C. 4066-4075.

17. Bolger A.M., Lohse M., Usadel B. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. // Bioinformatics. 2014. T. 15. № 30. C. 2114-20.

18. Brosnan C.A., Voinnet O. The long and the short of noncoding RNAs. // Curr. Opin. Cell Biol. 2009. T. 3. № 21. C. 416-25.

19. Brown M.A., Weinberg R.B. Mast Cells and Innate Lymphoid Cells: Underappreciated Players in CNS Autoimmune Demyelinating Disease. // Front. Immunol. 2018. T. № 9. C. 514.

20. Cerutti C. [h gp.]. MiR-126 and miR-126* regulate shear-resistant firm leukocyte adhesion to human brain endothelium. // Sci. Rep. 2017. T. 1. № 7. C. 45284.

21. Chou C.-H. [h gp.]. miRTarBase update 2018: a resource for experimentally validated microRNA-target interactions. // Nucleic Acids Res. 2018. T. D1. № 46. C. D296-D302.

22. Ciccarelli O. [h gp.]. Pathogenesis of multiple sclerosis: insights from molecular and metabolic imaging. // Lancet. Neurol. 2014. T. 8. № 13. C. 807-22.

23. Claes N. [h gp.]. B Cells Are Multifunctional Players in Multiple Sclerosis Pathogenesis: Insights from Therapeutic Interventions // Front. Immunol. 2015. T. № 6. C. 642.

24. Cohen J.E. [h gp.]. MicroRNA regulation of homeostatic synaptic plasticity // Proc. Natl. Acad. Sci. 2011. T. 28. № 108. C. 11650-11655.

25. Costa F.F. Non-coding RNAs: Meet thy masters // BioEssays. 2010.

26. Crespo O. [h gp.]. Tyrosine kinase inhibitors ameliorate autoimmune encephalomyelitis in a mouse model of multiple sclerosis. // J. Clin. Immunol. 2011. T. 6. № 31. C. 1010-20.

27. Cui C. [h gp.]. Identification and Analysis of Human Sex-biased MicroRNAs // Genomics. Proteomics Bioinformatics. 2018. T. 3. № 16. C. 200-211.

28. Cusick M.F. [h gp.]. Targeting insulin-like growth factor 1 leads to amelioration of inflammatory demyelinating disease. // PLoS One. 2014. T. 4. № 9. C. e94486.

29. Dahl M., Kristensen L.S., Granb^k K. Long Non-Coding RNAs Guide the Fine-Tuning of Gene Regulation in B-Cell Development and Malignancy. // Int. J. Mol. Sci. 2018. T. 9. № 19. C. 2475.

30. Dai R., Ahmed S.A. Sexual dimorphism of miRNA expression: a new perspective in understanding the sex bias of autoimmune diseases. // Ther. Clin. Risk Manag. 2014. T. № 10. C. 151-63.

31. Dai R., Lu R., Ahmed S.A. The Upregulation of Genomic Imprinted DLK1-Dio3 miRNAs in Murine Lupus Is Associated with Global DNA Hypomethylation. // PLoS One. 2016. T. 4. № 11. C. e0153509.

32. Dana H. [h gp.]. Molecular Mechanisms and Biological Functions of siRNA. // Int. J. Biomed. Sci. 2017. T. 2. № 13. C. 48-57.

33. Daugaard I., Hansen T.B. Biogenesis and Function of Ago-Associated RNAs. // Trends Genet. 2017. T. 3. № 33. C. 208-219.

34. Dendrou C.A., Fugger L., Friese M.A. Immunopathology of multiple sclerosis // Nat. Rev. Immunol. 2015. T. 9. № 15. C. 545-558.

35. Denzler R. [h gp.]. Impact of MicroRNA Levels, Target-Site Complementarity, and Cooperativity on Competing Endogenous RNA-Regulated Gene Expression. // Mol. Cell. 2016. T. 3. № 64. C. 565-579.

36. Dharap A. [h gp.]. MicroRNA miR-324-3p induces promoter-mediated expression of RelA gene. // PLoS One. 2013. T. 11. № 8. C. e79467.

37. Dill T., Naya F. A Hearty Dose of Noncoding RNAs: The Imprinted DLK1-DIO3 Locus in Cardiac Development and Disease // J. Cardiovasc. Dev. Dis. 2018. T. 3. № 5. C. 37.

38. Du C. [h gp.]. MicroRNA miR-326 regulates TH-17 differentiation and is associated with the pathogenesis of multiple sclerosis. // Nat. Immunol. 2009. T. 12. № 10. C. 1252-9.

39. Dugas J.C. [h gp.]. Dicer1 and miR-219 Are Required for Normal Oligodendrocyte Differentiation and Myelination // Neuron. 2010. T. 5. № 65. C. 597-611.

40. Dunham I. [h gp.]. An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome // Nature. 2012.

41. Ebrahimkhani S. [h gp.]. Exosomal microRNA signatures in multiple sclerosis reflect disease status. // Sci. Rep. 2017. T. 1. № 7. C. 14293.

42. Enterina J.R. [h gp.]. DLK1-DIO3 imprinted locus deregulation in development, respiratory disease, and cancer // Expert Rev. Respir. Med. 2017. T. 9. № 11. C. 749-761.

43. Escobar T.M. [h gp.]. miR-155 Activates Cytokine Gene Expression in Th17 Cells by Regulating the DNA-Binding Protein Jarid2 to Relieve Polycomb-Mediated Repression // Immunity. 2014. T. 6. № 40. C. 865-879.

44. Eulalio A., Mano M. MicroRNA Screening and the Quest for Biologically Relevant Targets. // J. Biomol. Screen. 2015. T. 8. № 20. C. 1003-17.

45. Fenoglio C. [h gp.]. Expression and genetic analysis of miRNAs involved in CD4+ cell activation in patients with multiple sclerosis. // Neurosci. Lett. 2011. T. 1. № 504. C. 9-12.

46. Filippi M. [h gp.]. Multiple sclerosis. // Nat. Rev. Dis. Prim. 2018. T. 1. № 4. C. 43.

47. Fiore R. [h gp.]. Mef2-mediated transcription of the miR379-410 cluster regulates

87

activity-dependent dendritogenesis by fine-tuning Pumilio2 protein levels // EMBO J. 2009. T. 6. № 28. C. 697-710.

48. Forman J.J., Legesse-Miller A., Coller H.A. A search for conserved sequences in coding regions reveals that the let-7 microRNA targets Dicer within its coding sequence. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008. T. 39. № 105. C. 14879-84.

49. Franke H. [h gp.]. P2 receptor-mediated stimulation of the PI3-K/Akt-pathway in vivo. // Glia. 2009. T. 10. № 57. C. 1031-45.

50. Friedman R.C. [h gp.]. Most mammalian mRNAs are conserved targets of microRNAs // Genome Res. 2008. T. 1. № 19. C. 92-105.

51. Friess J. [h gp.]. Fingolimod alters the transcriptome profile of circulating CD4+ cells in multiple sclerosis. // Sci. Rep. 2017. T. 1. № 7. C. 42087.

52. Funa K., Sasahara M. The Roles of PDGF in Development and During Neurogenesis in the Normal and Diseased Nervous System // J. Neuroimmune Pharmacol. 2014. T. 2. № 9. C. 168-181.

53. Gandhi R. miRNA in multiple sclerosis: Search for novel biomarkers // Mult. Scler. J. 2015. T. 9. № 21. C. 1095-1103.

54. Ghiassian S.D. [h gp.]. Endophenotype Network Models: Common Core of Complex Diseases. // Sci. Rep. 2016. T. 1. № 6. C. 27414.

55. Giacoppo S. [h gp.]. Target regulation of PI3K/Akt/mTOR pathway by cannabidiol in treatment of experimental multiple sclerosis. // Fitoterapia. 2017. T. № 116. C. 77-84.

56. Gibb E.A., Brown C.J., Lam W.L. The functional role of long non-coding RNA in human carcinomas // Molecular Cancer. 2011.

57. Goebbels S. [h gp.]. Elevated phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate in glia triggers cell-autonomous membrane wrapping and myelination. // J. Neurosci. 2010. T. 26. № 30. C. 8953-64.

58. Guan H. [h gp.]. MicroRNA let-7e is associated with the pathogenesis of experimental autoimmune encephalomyelitis. // Eur. J. Immunol. 2013. T. 1. № 43. C. 104-14.

59. Guerau-de-Arellano M. [h gp.]. Micro-RNA dysregulation in multiple sclerosis favours pro-inflammatory T-cell-mediated autoimmunity. // Brain. 2011. T. Pt 12. № 134. C. 3578-89.

60. Ha M., Kim V.N. Regulation of microRNA biogenesis. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2014. T. 8. № 15. C. 509-24.

61. Haghikia A. [h gp.]. Regulated microRNAs in the CSF of patients with multiple sclerosis: A case-control study // Neurology. 2012. T. 22. № 79. C. 2166-2170.

62. Hecker M. [h gp.]. MicroRNA expression changes during interferon-beta treatment in the peripheral blood of multiple sclerosis patients. // Int. J. Mol. Sci. 2013. T. 8. № 14. C. 1608788

63. Hibbits N. [h gp.]. Astrogliosis During Acute and Chronic Cuprizone Demyelination and Implications for Remyelination // ASN Neuro. 2012. T. 6. № 4. C. AN20120062.

64. Hollins S.L. [h gp.]. Alteration of imprinted Dlk1-Dio3 miRNA cluster expression in the entorhinal cortex induced by maternal immune activation and adolescent cannabinoid exposure. // Transl. Psychiatry. 2014. T. 9. № 4. C. e452.

65. Honardoost M.A. [h gp.]. MiR-326 and miR-26a, two potential markers for diagnosis of relapse and remission phases in patient with relapsing-remitting multiple sclerosis // Gene. 2014. T. 2. № 544. C. 128-133.

66. Hosseini A. [h gp.]. Upregulation of CD4+ T-cell derived MiR-223 in the relapsing phase of multiple sclerosis patients // Cell J. 2016. T. 3. № 18. C. 371-380.

67. Howell O.W. [h gp.]. Meningeal inflammation is widespread and linked to cortical pathology in multiple sclerosis // Brain. 2011. T. 9. № 134. C. 2755-2771.

68. Hu R. [h gp.]. MicroRNA-155 confers encephalogenic potential to Th17 cells by promoting effector gene expression. // J. Immunol. 2013. T. 12. № 190. C. 5972-80.

69. Huan T. [h gp.]. Genome-wide identification of microRNA expression quantitative trait loci // Nat. Commun. 2015. T. 1. № 6. C. 1-9.

70. Hwang H.-W., Mendell J.T. MicroRNAs in cell proliferation, cell death, and tumorigenesis. // Br. J. Cancer. 2006. T. 6. № 94. C. 776-80.

71. Iftikhar H., Carney G.E. Evidence and potential in vivo functions for biofluid miRNAs: From expression profiling to functional testing: Potential roles of extracellular miRNAs as indicators of physiological change and as agents of intercellular information exchange. // Bioessays. 2016. T. 4. № 38. C. 367-78.

72. Ingwersen J. [h gp.]. Natalizumab restores aberrant miRNA expression profile in multiple sclerosis and reveals a critical role for miR-20b // Ann. Clin. Transl. Neurol. 2015. T. 1. № 2. C. 43-55.

73. Inui M., Martello G., Piccolo S. MicroRNA control of signal transduction // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2010. T. 4. № 11. C. 252-263.

74. Ivey K.N., Srivastava D. microRNAs as Developmental Regulators. // Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2015. T. 7. № 7. C. a008144.

75. Jernas M. [h gp.]. MicroRNA regulate immune pathways in T-cells in multiple sclerosis (MS). // BMC Immunol. 2013. T. 1. № 14. C. 32.

76. Jo M.H. [h gp.]. Human Argonaute 2 Has Diverse Reaction Pathways on Target RNAs. // Mol. Cell. 2015. T. 1. № 59. C. 117-24.

77. Jonas S., Izaurralde E. Towards a molecular understanding of microRNA-mediated

89

gene silencing // Nat. Rev. Genet. 2015. T. 7. № 16. C. 421-433.

78. Junker A. [h gp.]. MicroRNA profiling of multiple sclerosis lesions identifies modulators of the regulatory protein CD47. // Brain. 2009. T. Pt 12. № 132. C. 3342-52.

79. Kamanu T.K.K. [h gp.]. Exploration of miRNA families for hypotheses generation. // Sci. Rep. 2013. T. 1. № 3. C. 2940.

80. Kameswaran V. [h gp.]. Epigenetic regulation of the DLK1-MEG3 MicroRNA cluster in human type 2 diabetic islets // Cell Metab. 2014. T. 1. № 19. C. 135-145.

81. Keller A. [h gp.]. Comprehensive analysis of microRNA profiles in multiple sclerosis including next-generation sequencing // Mult. Scler. J. 2014. T. 3. № 20. C. 295-303.

82. Keller A. [h gp.]. Next-generation sequencing identifies altered whole blood microRNAs in neuromyelitis optica spectrum disorder which may permit discrimination from multiple sclerosis. // J. Neuroinflammation. 2015. T. 1. № 12. C. 196.

83. Khalid R. Contributing factors in multiple sclerosis and the female sex bias // Immunol. Lett. 2014. T. 1. № 162. C. 223-232.

84. Koehler N.K.U. [h gp.]. Up-regulation of platelet-derived growth factor by peripheral-blood leukocytes during experimental allergic encephalomyelitis. // J. Neurosci. Res. 2008. T. 2. № 86. C. 392-402.

85. Kozomara A., Birgaoanu M., Griffiths-Jones S. miRBase: from microRNA sequences to function // Nucleic Acids Res. 2019. T. D1. № 47. C. D155-D162.

86. Kucherenko M.M., Shcherbata H.R. miRNA targeting and alternative splicing in the stress response - events hosted by membrane-less compartments. // J. Cell Sci. 2018. T. 4. № 131. C. jcs202002.

87. Kurth F. [h gp.]. Neuroprotective effects of testosterone treatment in men with multiple sclerosis // NeuroImage Clin. 2014. T. № 4. C. 454-460.

88. Lai X., Wolkenhauer O., Vera J. Understanding microRNA-mediated gene regulatory networks through mathematical modelling. // Nucleic Acids Res. 2016. T. 13. № 44. C. 6019-35.

89. Leung A.K.L., Calabrese J.M., Sharp P.A. Quantitative analysis of Argonaute protein reveals microRNA-dependent localization to stress granules. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006. T. 48. № 103. C. 18125-30.

90. Li L. [h gp.]. Long Non-coding RNA in Neuronal Development and Neurological Disorders // Front. Genet. 2019. T. № 9.

91. Liguori M. [h gp.]. Title Page: 2017. T. 122.

92. Lin S.-T., Fu Y.-H. miR-23 regulation of lamin B1 is crucial for oligodendrocyte development and myelination. // Dis. Model. Mech. 2009. T. 3-4. № 2. C. 178-88.

93. Lin Y.-H. [h gp.]. Long Non-Coding RNAs as Mediators of Tumor Microenvironment

90

and Liver Cancer Cell Communication. // Int. J. Mol. Sci. 2018. T. 12. № 19. C. 3742.

94. Lindberg R.L.P. [h gp.]. Altered expression of miR-17-5p in CD4+ lymphocytes of relapsing-remitting multiple sclerosis patients. // Eur. J. Immunol. 2010. T. 3. № 40. C. 888-98.

95. Lindner M. [h gp.]. Fibroblast growth factor signalling in multiple sclerosis: inhibition of myelination and induction of pro-inflammatory environment by FGF9. // Brain. 2015. T. Pt 7. № 138. C. 1875-93.

96. Liu J. [h gp.]. MicroRNA-dependent localization of targeted mRNAs to mammalian P-bodies. // Nat. Cell Biol. 2005. T. 7. № 7. C. 719-23.

97. Liu Q. [h gp.]. MicroRNA-590 promotes pathogenic Th17 cell differentiation through targeting Tob1 and is associated with multiple sclerosis. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2017. T. 2. № 493. C. 901-908.

98. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. // Methods. 2001. T. 4. № 25. C. 402-8.

99. Luo D., Fu J. Identifying characteristic miRNAs-genes and risk pathways of multiple sclerosis based on bioinformatics analysis. // Oncotarget. 2018. T. 4. № 9. C. 5287-5300.

100. Makarova J.A. [h gp.]. Intracellular and extracellular microRNA: An update on localization and biological role // Prog. Histochem. Cytochem. 2016. T. 3-4. № 51. C. 33-49.

101. Mammana S. [h gp.]. Preclinical evaluation of the PI3K/Akt/mTOR pathway in animal models of multiple sclerosis // Oncotarget. 2018. T. 9. № 9. C. 8263-8277.

102. Manzoni C. [h gp.]. Genome, transcriptome and proteome: the rise of omics data and their integration in biomedical sciences // Brief. Bioinform. 2018. T. 2. № 19. C. 286-302.

103. Martinelli-Boneschi F. [h gp.]. MicroRNA and mRNA expression profile screening in multiple sclerosis patients to unravel novel pathogenic steps and identify potential biomarkers // Neurosci. Lett. 2012. T. 1. № 508. C. 4-8.

104. McMahon E.J. [h gp.]. Epitope spreading initiates in the CNS in two mouse models of multiple sclerosis. // Nat. Med. 2005. T. 3. № 11. C. 335-9.

105. Meira M. [h gp.]. MiR-126: a novel route for natalizumab action? // Mult. Scler. 2014. T. 10. № 20. C. 1363-70.

106. Meunier J. [h gp.]. Birth and expression evolution of mammalian microRNA genes. // Genome Res. 2013. T. 1. № 23. C. 34-45.

107. Michel L. [h gp.]. B Cells in the Multiple Sclerosis Central Nervous System: Trafficking and Contribution to CNS-Compartmentalized Inflammation // Front. Immunol. 2015. T. № 6. C. 636.

108. Mills E.A., Mirza A., Mao-Draayer Y. Emerging Approaches for Validating and Managing Multiple Sclerosis Relapse // Front. Neurol. 2017. T. № 8. C. 116.

91

109. Mirshafiey A. [h gp.]. Receptor Tyrosine Kinase and Tyrosine Kinase Inhibitors: New Hope for Success in Multiple Sclerosis Therapy. // Innov. Clin. Neurosci. 2014. T. 7-8. № 11. C. 23-36.

110. Miyazaki Y. [h gp.]. A novel microRNA-132-sirtuin-1 axis underlies aberrant B-cell cytokine regulation in patients with relapsing-remitting multiple sclerosis [corrected]. // PLoS One. 2014. T. 8. № 9. C. e105421.

111. Mohan H. [h gp.]. Transcript profiling of different types of multiple sclerosis lesions yields FGF1 as a promoter of remyelination // Acta Neuropathol. Commun. 2014. T. 1. № 2. C. 178.

112. Momen-Heravi F., Bala S. miRNA regulation of innate immunity // J. Leukoc. Biol. 2018. T. 6. № 103. C. 1205-1217.

113. Moore C.S. [h gp.]. miR-155 as a multiple sclerosis-relevant regulator of myeloid cell polarization. // Ann. Neurol. 2013. T. 5. № 74. C. 709-20.

114. Munoz-Culla M. [h gp.]. SncRNA (microRNA &snoRNA) opposite expression pattern found in multiple sclerosis relapse and remission is sex dependent // Sci. Rep. 2016. T. 1. № 6. C. 20126.

115. Nadal E. [h gp.]. A microRNA cluster at 14q32 drives aggressive lung adenocarcinoma // Clin. Cancer Res. 2014. T. 12. № 20. C. 3107-3117.

116. Narayanan S.P. [h gp.]. Akt signals through the mammalian target of rapamycin pathway to regulate CNS myelination. // J. Neurosci. 2009. T. 21. № 29. C. 6860-70.

117. Niwald M. [h gp.]. Evaluation of Selected MicroRNAs Expression in Remission Phase of Multiple Sclerosis and Their Potential Link to Cognition, Depression, and Disability. // J. Mol. Neurosci. 2017. T. 3-4. № 63. C. 275-282.

118. Nueda M.-L. [h gp.]. The EGF-like Protein dlk1 Inhibits Notch Signaling and Potentiates Adipogenesis of Mesenchymal Cells // J. Mol. Biol. 2007. T. 5. № 367. C. 1281-1293.

119. O'Brien J. [h gp.]. Overview of MicroRNA Biogenesis, Mechanisms of Actions, and Circulation. // Front. Endocrinol. (Lausanne). 2018. T. № 9. C. 402.

120. O'Connell R.M. [h gp.]. MicroRNA-155 promotes autoimmune inflammation by enhancing inflammatory T cell development. // Immunity. 2010. T. 4. № 33. C. 607-19.

121. Olena A.F., Patton J.G. Genomic organization of microRNAs. // J. Cell. Physiol. 2010. T. 3. № 222. C. 540-5.

122. Olsson T., Barcellos L.F., Alfredsson L. Interactions between genetic, lifestyle and environmental risk factors for multiple sclerosis. // Nat. Rev. Neurol. 2017. T. 1. № 13. C. 25-36.

123. Otaegui D. [h gp.]. Differential Micro RNA Expression in PBMC from Multiple Sclerosis Patients // PLoS One. 2009. T. 7. № 4. C. e6309.

92

124. Ozata D M. [h gp.]. PIWI-interacting RNAs: small RNAs with big functions. // Nat. Rev. Genet. 2019. T. 2. № 20. C. 89-108.

125. Papenfuss T.L. [h gp.]. Estriol generates tolerogenic dendritic cells in vivo that protect against autoimmunity. // J. Immunol. 2011. T. 6. № 186. C. 3346-55.

126. Peng Y., Croce C.M. The role of MicroRNAs in human cancer. // Signal Transduct. Target. Ther. 2016. T. 1. № 1. C. 15004.

127. Polman C.H. [h gp.]. Diagnostic criteria for multiple sclerosis: 2010 revisions to the McDonald criteria. // Ann. Neurol. 2011. T. 2. № 69. C. 292-302.

128. Ponomarev E.D. [h gp.]. MicroRNA-124 promotes microglia quiescence and suppresses EAE by deactivating macrophages via the C/EBP-a-PU.1 pathway. // Nat. Med. 2011. T. 1. № 17. C. 64-70.

129. Protter D.S.W., Parker R. Principles and Properties of Stress Granules. // Trends Cell Biol. 2016. T. 9. № 26. C. 668-679.

130. Raghunandan R. [h gp.]. Dlk1 influences differentiation and function of B lymphocytes. // Stem Cells Dev. 2008. T. 3. № 17. C. 495-507.

131. Rangachari M. [h gp.]. Editorial: Lymphocytes in MS and EAE: More Than Just a CD4+ World // Front. Immunol. 2017. T. № 8. C. 133.

132. Regev K. [h gp.]. Comprehensive evaluation of serum microRNAs as biomarkers in multiple sclerosis // Neurol. - Neuroimmunol. Neuroinflammation. 2016. T. 5. № 3. C. e267.

133. Reinhart B.J. [h gp.]. The 21-nucleotide let-7 RNA regulates developmental timing in Caenorhabditis elegans. // Nature. 2000. T. 6772. № 403. C. 901-6.

134. Rie D. de [h gp.]. An integrated expression atlas of miRNAs and their promoters in human and mouse. // Nat. Biotechnol. 2017. T. 9. № 35. C. 872-878.

135. Robinson M.D., McCarthy D.J., Smyth G.K. edgeR: a Bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data. // Bioinformatics. 2010. T. 1. № 26. C. 139-40.

136. Rocha S.T. da [h gp.]. Genomic imprinting at the mammalian Dlk1-Dio3 domain // Trends Genet. 2008. T. 6. № 24. C. 306-316.

137. Ruhrmann S. [h gp.]. Hypermethylation of MIR21 in CD4+ T cells from patients with relapsing-remitting multiple sclerosis associates with lower miRNA-21 levels and concomitant up-regulation of its target genes. // Mult. Scler. 2018. T. 10. № 24. C. 1288-1300.

138. Russi A.E. [h gp.]. Cutting Edge: c-Kit Signaling Differentially Regulates Type 2 Innate Lymphoid Cell Accumulation and Susceptibility to Central Nervous System Demyelination in Male and Female SJL Mice // J. Immunol. 2015. T. 12. № 194. C. 5609-5613.

139. Russi A.E. [h gp.]. Meningeal mast cell-T cell crosstalk regulates T cell

93

encephalitogenicity // J. Autoimmun. 2016. T. № 73. C. 100-110.

140. Russi A.E. [h gp.]. Male-specific IL-33 expression regulates sex-dimorphic EAE susceptibility // Proc. Natl. Acad. Sci. 2018. T. 7. № 115. C. E1520-E1529.

141. Russi A.E., Walker-Caulfield M.E., Brown M.A. Mast cell inflammasome activity in the meninges regulates EAE disease severity // Clin. Immunol. 2018. T. № 189. C. 14-22.

142. Sacco L. Da, Masotti A. Recent insights and novel bioinformatics tools to understand the role of microRNAs binding to 5' untranslated region. // Int. J. Mol. Sci. 2012. T. 1. № 14. C. 480-95.

143. Sakajiri S. [h gp.]. Dlk1 in normal and abnormal hematopoiesis. // Leukemia. 2005. T. 8. № 19. C. 1404-10.

144. Sanders K.A. [h gp.]. Next-generation sequencing reveals broad down-regulation of microRNAs in secondary progressive multiple sclerosis CD4+ T cells. // Clin. Epigenetics. 2016. T. 1. № 8. C. 87.

145. Sawcer S., Franklin R.J.M., Ban M. Multiple sclerosis genetics. // Lancet. Neurol. 2014. T. 7. № 13. C. 700-9.

146. Schmiedel J.M. [h gp.]. Gene expression. MicroRNA control of protein expression noise. // Science. 2015. T. 6230. № 348. C. 128-32.

147. Schratt G.M. [h gp.]. A brain-specific microRNA regulates dendritic spine development // Nature. 2006. T. 7074. № 439. C. 283-289.

148. Selmaj Md I. [h gp.]. Global Exosome Transcriptome Profiling Reveals Biomarkers for Multiple Sclerosis Running head: Circulating exosomes miRNA in RRMS patients.

149. Selter R.C., Hemmer B. Update on immunopathogenesis and immunotherapy in multiple sclerosis. // ImmunoTargets Ther. 2013. T. № 2. C. 21-30.

150. Sharma S., Eghbali M. Influence of sex differences on microRNA gene regulation in disease // Biol. Sex Differ. 2014. T. 1. № 5. C. 3.

151. Sicotte N.L. [h gp.]. Testosterone treatment in multiple sclerosis: a pilot study. // Arch. Neurol. 2007. T. 5. № 64. C. 683-8.

152. Siegel S.R. [h gp.]. Circulating microRNAs involved in multiple sclerosis // Mol. Biol. Rep. 2012. T. 5. № 39. C. 6219-6225.

153. Sievers C. [h gp.]. Altered microRNA expression in B lymphocytes in multiple sclerosis: towards a better understanding of treatment effects. // Clin. Immunol. 2012. T. 1. № 144. C. 70-9.

154. Sil S. [h gp.]. PDGF/PDGFR axis in the neural systems. // Mol. Aspects Med. 2018. T. № 62. C. 63-74.

155. Singmann P. [h gp.]. Characterization of whole-genome autosomal differences of

94

DNA methylation between men and women // Epigenetics and Chromatin. 2015. T. 1. № 8. C. 113.

156. Smith-Vikos T., Slack F.J. MicroRNAs and their roles in aging. // J. Cell Sci. 2012. T. Pt 1. № 125. C. 7-17.

157. S0ndergaard H.B. [h gp.]. Differential microRNA expression in blood in multiple sclerosis // Mult. Scler. J. 2013. T. 14. № 19. C. 1849-1857.

158. Song G., Wang L. Transcriptional mechanism for the paired miR-433 and miR-127 genes by nuclear receptors SHP and ERRgamma. // Nucleic Acids Res. 2008. T. 18. № 36. C. 5727-35.

159. Song L., Tuan R.S. MicroRNAs and cell differentiation in mammalian development. // Birth Defects Res. C. Embryo Today. 2006. T. 2. № 78. C. 140-9.

160. Subramanian S., Steer C.J. MicroRNAs as gatekeepers of apoptosis. // J. Cell. Physiol. 2010. T. 2. № 223. C. 289-98.

161. Thompson A.J. [h gp.]. Multiple sclerosis // Lancet. 2018. T. 10130. № 391. C. 16221636.

162. Tierling S. [h gp.]. High-resolution map and imprinting analysis of the Gtl2-Dnchc1 domain on mouse chromosome 12. // Genomics. 2006. T. 2. № 87. C. 225-35.

163. Toubi E., Vadasz Z. Innate immune-responses and their role in driving autoimmunity // Autoimmun. Rev. 2019. T. 3. № 18. C. 306-311.

164. Treiber T., Treiber N., Meister G. Regulation of microRNA biogenesis and its crosstalk with other cellular pathways // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2019. T. 1. № 20. C. 5-20.

165. Turchinovich A. [h gp.]. Circulating miRNAs: cell-cell communication function? // Front. Genet. 2013. T. № 4. C. 119.

166. Tynyakov-Samra E. [h gp.]. Reduced ErbB4 Expression in Immune Cells of Patients with Relapsing Remitting Multiple Sclerosis. // Mult. Scler. Int. 2011. T. № 2011. C. 561262.

167. Valdo P. [h gp.]. Enhanced expression of NGF receptors in multiple sclerosis lesions. // J. Neuropathol. Exp. Neurol. 2002. T. 1. № 61. C. 91-8.

168. Valinezhad Orang A., Safaralizadeh R., Kazemzadeh-Bavili M. Mechanisms of miRNA-Mediated Gene Regulation from Common Downregulation to mRNA-Specific Upregulation // Int. J. Genomics. 2014. T. № 2014. C. 1-15.

169. Vienberg S. [h gp.]. MicroRNAs in metabolism. // Acta Physiol. (Oxf). 2017. T. 2. № 219. C. 346-361.

170. Vistbakka J. [h gp.]. Circulating microRNAs as biomarkers in progressive multiple sclerosis // Mult. Scler. J. 2017. T. 3. № 23. C. 403-412.

171. Viswambharan V. [h gp.]. miRNAs as biomarkers of neurodegenerative disorders. //

95

Biomark. Med. 2017. T. 2. № 11. C. 151-167.

172. Voskuhl R.R., Gold S.M. Sex-related factors in multiple sclerosis susceptibility and progression // Nat. Rev. Neurol. 2012. T. 5. № 8. C. 255-263.

173. Wahl S.E. [h gp.]. Mammalian target of rapamycin promotes oligodendrocyte differentiation, initiation and extent of CNS myelination. // J. Neurosci. 2014. T. 13. № 34. C. 4453-65.

174. Wang K. [h gp.]. Export of microRNAs and microRNA-protective protein by mammalian cells. // Nucleic Acids Res. 2010. T. 20. № 38. C. 7248-59.

175. Waschbisch A. [h gp.]. Glatiramer Acetate Treatment Normalizes Deregulated microRNA Expression in Relapsing Remitting Multiple Sclerosis // PLoS One. 2011. T. 9. № 6. C. e24604.

176. Weinshenker B.G. Natural history of multiple sclerosis. // Ann. Neurol. 1994. T. № 36 Suppl. C. S6-11.

177. Wheeler G. [h gp.]. Identification of new central nervous system specific mouse microRNAs // FEBS Lett. 2006. T. 9. № 580. C. 2195-2200.

178. Wu R. [h gp.]. MicroRNA-448 promotes multiple sclerosis development through induction of Th17 response through targeting protein tyrosine phosphatase non-receptor type 2 (PTPN2). // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2017. T. 3. № 486. C. 759-766.

179. Xu F. [h gp.]. Long noncoding RNAs in autoimmune diseases // J. Biomed. Mater. Res. Part A. 2019. T. 2. № 107. C. 468-475.

180. Yang D. [h gp.]. MicroRNA expression aberration in Chinese patients with relapsing remitting multiple sclerosis. // J. Mol. Neurosci. 2014. T. 1. № 52. C. 131-7.

181. Yang X. [h gp.]. Noncoding RNAs in multiple sclerosis. // Clin. Epigenetics. 2018. T. 1. № 10. C. 149.

182. Zhang J. [h gp.]. MiRNA-20a promotes osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells by co-regulating BMP signaling. // RNA Biol. 2011. T. 5. № 8. C. 82938.

183. Zhang J. [h gp.]. MicroRNA-155 modulates Th1 and Th17 cell differentiation and is associated with multiple sclerosis and experimental autoimmune encephalomyelitis. // J. Neuroimmunol. 2014. T. 1-2. № 266. C. 56-63.

184. Zhang J. [h gp.]. Oncogenic role of microRNA-532-5p in human colorectal cancer via targeting of the 5'UTR of RUNX3. // Oncol. Lett. 2018. T. 5. № 15. C. 7215-7220.

185. Zheleznyakova G.Y. [h gp.]. Epigenetic research in multiple sclerosis: progress, challenges, and opportunities // Physiol. Genomics. 2017. T. 9. № 49. C. 447-461.

186. Zhou S.-S. [h gp.]. miRNAS in cardiovascular diseases: potential biomarkers,

96

therapeutic targets and challenges. // Acta Pharmacol. Sin. 2018. T. 7. № 39. C. 1073-1084.