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L'ictus ischemico, un disturbo neurologico prevalente, porta a danni cerebrali permanenti, disabilità a lungo termine o morte 1,2,3,4. I microRNA (miRNA o miR), gli RNA lunghi non codificanti (lncRNA) e gli RNA messaggeri (mRNA) formano reti regolatorie mediate dall'RNA 5,6,7,8. Queste molecole regolano le funzioni cellulari attraverso vari meccanismi complessi 9,10 sono sempre più riconosciute come contributori alla fisiopatologia dell'ictus ischemico. Tuttavia, nonostante la loro crescente associazione con la condizione, i ruoli precisi di questi RNA non codificanti rimangono poco chiari. Ulteriori indagini su nuovi RNA non codificanti sono essenziali per chiarire i meccanismi molecolari alla base dell'ictus ischemico.
Gli LncRNA agiscono come regolatori chiave dell'espressione genica durante l'inizio e la progressione di varie condizioni patologiche. Fungendo da RNA endogeni concorrenti (ceRNA), gli lncRNA si legano ai miRNA per esercitare effetti regolatori specifici11. Wei et al. riportano che lncRNA AK038897 agisce come un ceRNA prendendo di mira il miR-26a-5p, modulando così la proteina chinasi 1 associata alla morte (DAPK1) per esacerbare il danno da ischemia-riperfusione cerebrale12. Gli studi dimostrano che l'RNA lungo non codificante SNHG1 (lncRNA SNHG1) funziona come un ceRNA per regolare le malattie cerebrovascolari modulando la via di segnalazione HIF-1α/VEGF attraverso l'interazione con il miR-18a13. Ulteriori studi dimostrano che il gene 3 maternamente espresso a RNA lungo non codificante (lncRNA MEG3) modula l'apoptosi neuronale attraverso la cascata di segnalazione miR-21/PDCD414. Sebbene numerosi lncRNA, miRNA e mRNA siano stati identificati attraverso il sequenziamento ad alto rendimento o l'analisi di microarray, le funzioni di queste molecole nell'ictus rimangono poco chiare ed è urgentemente necessaria la creazione sistematica di reti regolatorie mediate dall'RNA.
Pertanto, questo studio mira a costruire una rete completa di lncRNA-miRNA-mRNA basata sull'ipotesi del ceRNA utilizzando dati raccolti in precedenza e ad analizzare sottoreti di ceRNA selezionate attraverso l'arricchimento dell'ontologia genica (GO) e dell'enciclopedia di geni e genomi di Kyoto (KEGG) per comprendere meglio le funzioni dell'lncRNA. I risultati potrebbero rivelare che diversi lncRNA funzionano come ceRNA, regolando potenzialmente specifici miRNA e i loro mRNA bersaglio. L'arricchimento di OB potrebbe evidenziare processi biologici chiave, come lo sviluppo cellulare, la trasduzione del segnale e la regolazione del ciclo cellulare, mentre l'arricchimento del percorso potrebbe rivelare il loro coinvolgimento nei percorsi correlati all'ictus, nelle risposte immunitarie e nel metabolismo. Questi risultati potrebbero evidenziare i potenziali ruoli degli lncRNA in diversi processi cellulari e meccanismi di malattia.
Nella ricerca sull'ictus ischemico vengono offerti diversi miglioramenti chiave rispetto ai metodi di analisi della rete di ceRNA esistenti, supportati da confronti con studi correlati: in primo luogo, integrare la convalida multilivello combinando la costruzione della rete con la verifica del percorso funzionale; a differenza di Li et al.15, che si concentra principalmente sulla profilazione bioinformatica di reti di ceRNA immuno-correlate utilizzando dati pubblici del trascrittoma, costruiscono una rete di ceRNA comprendente 334 lncRNA, miRNA e mRNA e convalidano le vie di segnalazione critiche (segnalazione del calcio, segnalazione della giunzione gap e interazione ligando-recettore neuroattiva) attraverso l'analisi Western blot, affrontando la limitazione dell'eccessivo affidamento sulle previsioni in silico come visto in Fan et al.16, che costruisce una rete di ceRNA associata a circRNA ma manca di validazione sperimentale delle vie a valle, e confermano la rilevanza funzionale della rete prevista quantificando l'espressione proteica (ad esempio, CaMKII, CX36, GRIA3) sia nel gruppo modello che nel gruppo sham; concentrarsi su lncRNA core con elevata importanza topologica, migliorando la specificità dei risultati; a differenza di Cheng et al.17, che costruisce una rete di ceRNA lncRNA-miRNA-mRNA con 3 lncRNA, 2 miRNA e 24 mRNA ma non dà priorità ai regolatori chiave, identifica 3 lncRNA con un alto grado di centralità per costruire una sottorete rappresentativa, assicurando che le intuizioni meccanicistiche siano ancorate ai nodi più influenti e migliorando l'interpretabilità rispetto a reti più ampie e meno focalizzate come quelle descritte in Li et al.18, che comprende 62 lncRNA ma manca di un'analisi mirata delle sottoreti; fornire parametri sperimentali dettagliati per migliorare la riproducibilità: utilizzare 500 ng-1 μg di RNA totale estratto da tessuti cerebrali (6 ratti per gruppo: 20 modelli MCAO e 20 controlli azionati da sham) per la preparazione della libreria, con numero di integrità dell'RNA (RIN) > 8.0 per garantire la qualità, un dettaglio non specificato in Wang et al.19, che convalida i biomarcatori circRNA ma omette le specifiche di input dell'RNA; impiegare ratti maschi SPF SD (220 ± 30 g) con MCAO, un modello ampiamente utilizzato, ma notare esplicitamente i suoi limiti, non replica completamente la complessità vascolare dell'ictus ischemico umano o le risposte immunitarie come evidenziato in Li et al. - e mitigare questo stratificando i ratti in base ai punteggi neurologici (1-3) per standardizzare la gravità dell'infarto; riconoscere i limiti dello studio: la rete di ceRNA potrebbe non catturare le modifiche post-traduzionali e la dimensione del campione per la convalida del Western blot (n = 6 per gruppo) potrebbe essere ampliata, con il lavoro futuro per includere coorti più ampie e analisi proteomiche per colmare queste lacune.