$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Udar niedokrwienny, powszechne zaburzenie neurologiczne, prowadzi do trwałego uszkodzenia mózgu, długotrwałej niepełnosprawności lub śmierci 1,2,3,4. MikroRNA (miRNA lub miR), długie niekodujące RNA (lncRNA) i informacyjne RNA (mRNA) tworzą sieci regulatorowe za pośrednictwem RNA 5,6,7,8. Cząsteczki te regulują funkcje komórkowe poprzez różnezłożone mechanizmy, 9,10 są coraz częściej uznawane za czynniki przyczyniające się do patofizjologii udaru niedokrwiennego. Jednak pomimo ich rosnącego związku z chorobą, dokładne role tych niekodujących RNA pozostają niejasne. Dalsze badania nad nowymi niekodującymi RNA są niezbędne do wyjaśnienia mechanizmów molekularnych leżących u podstaw udaru niedokrwiennego.
LncRNA działają jako kluczowe regulatory ekspresji genów podczas inicjacji i progresji różnych stanów patologicznych. Służąc jako konkurujące endogenne RNA (ceRNA), lncRNA wiążą się z miRNA, aby wywierać określone efekty regulacyjne11. Wei i wsp. donoszą, że lncRNA działa AK038897 jak ceRNA, celując w miR-26a-5p, modulując w ten sposób kinazę białkową 1 związaną ze śmiercią (DAPK1) w celu zaostrzenia uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego mózgu12. Badania pokazują, że długi niekodujący RNA SNHG1 (lncRNA SNHG1) działa jako ceRNA do regulacji chorób naczyń mózgowych poprzez modulację szlaku sygnałowego HIF-1α / VEGF poprzez interakcję z miR-18a13. Dodatkowe badania pokazują, że długi niekodujący gen 3 z ekspresją matczyną RNA (lncRNA MEG3) moduluje apoptozę neuronów poprzez kaskadę sygnalizacyjną miR-21 / PDCD414. Chociaż liczne lncRNA, miRNA i mRNA zostały zidentyfikowane za pomocą sekwencjonowania o wysokiej przepustowości lub analizy mikromacierzy, funkcje tych cząsteczek w udarze pozostają niejasne i pilnie potrzebne jest systematyczne tworzenie sieci regulacyjnych za pośrednictwem RNA.
W związku z tym niniejsze badanie ma na celu skonstruowanie kompleksowej sieci lncRNA-miRNA-mRNA w oparciu o hipotezę ceRNA z wykorzystaniem wcześniej zebranych danych oraz analizę wybranych podsieci ceRNA poprzez wzbogacenie Gene Ontology (GO) i Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) w celu lepszego zrozumienia funkcji lncRNA. Wyniki mogą ujawnić, że kilka lncRNA funkcjonuje jako ceRNA, potencjalnie regulując określone miRNA i ich docelowe mRNA. Wzbogacenie GO może uwypuklić kluczowe procesy biologiczne, takie jak rozwój komórkowy, transdukcja sygnału i regulacja cyklu komórkowego, podczas gdy wzbogacenie szlaku może ujawnić ich udział w szlakach związanych z udarem, odpowiedziach immunologicznych i metabolizmie. Odkrycia te mogą uwypuklić potencjalną rolę lncRNA w różnych procesach komórkowych i mechanizmach chorobowych.
W badaniach nad udarem niedokrwiennym zaproponowano kilka kluczowych ulepszeń w stosunku do istniejących metod analizy sieci ceRNA, co potwierdzają porównania z powiązanymi badaniami: po pierwsze, zintegrować wielowarstwową walidację poprzez połączenie budowy sieci z funkcjonalną weryfikacją szlaku; w przeciwieństwie do Li i wsp.15, który koncentruje się przede wszystkim na bioinformatycznym profilowaniu sieci ceRNA związanych z odpornością przy użyciu publicznych danych transkryptomowych, zbuduj sieć ceRNA składającą się z 334 lncRNA, miRNA i mRNA oraz zwaliduj krytyczne szlaki sygnałowe (sygnalizacja wapniowa, sygnalizacja połączenia szczelinowego i neuroaktywna interakcja ligand-receptor) poprzez analizę Western blot, odnosząc się do ograniczenia nadmiernego polegania na przewidywaniach in silico, jak widać w Fan i wsp.16, która konstruuje sieć ceRNA związaną z circRNA, ale brakuje eksperymentalnej walidacji dalszych szlaków i potwierdza funkcjonalne znaczenie przewidywanej sieci poprzez ilościowe określenie ekspresji białek (np. CaMKII, CX36, GRIA3) zarówno w grupie modelowej, jak i pozorowanej; skupienie się na rdzeniowych lncRNA o dużym znaczeniu topologicznym, zwiększając swoistość wyników; w przeciwieństwie do Cheng i wsp.17, który konstruuje sieć ceRNA lncRNA-miRNA-mRNA z 3 lncRNA, 2 miRNA i 24 mRNA, ale nie nadaje priorytetu kluczowym regulatorom, identyfikuje 3 lncRNA o wysokim stopniu centralności, aby zbudować reprezentatywną podsieć, zapewniając, że mechanistyczne wglądy są zakotwiczone w najbardziej wpływowych węzłach i poprawiając interpretowalność w porównaniu z szerszymi, mniej skoncentrowanymi sieciami, takimi jak te opisane w Li i wsp.18, który obejmuje 62 lncRNA, ale nie zawiera ukierunkowanej analizy podsieci; zapewnić szczegółowe parametry eksperymentalne w celu poprawy odtwarzalności: użyć 500 ng-1 μg całkowitego RNA wyekstrahowanego z tkanek mózgowych (6 szczurów na grupę: 20 modeli MCAO i 20 kontrolnych operacji pozorowanych) do przygotowania biblioteki, z numerem integralności RNA (RIN) > 8,0 w celu zapewnienia jakości, szczegół nieokreślony w Wang i wsp.19, który waliduje biomarkery circRNA, ale pomija specyfikacje wejściowe RNA; zatrudnia samce szczurów SPF SD (220 ± 30 g) z MCAO, szeroko stosowanym modelem, ale wyraźnie zwraca uwagę na jego ograniczenia, nie replikuje on w pełni złożoności naczyniowej ludzkiego udaru niedokrwiennego ani odpowiedzi immunologicznej, jak podkreślono w Li i wsp. - i łagodzić to przez stratyfikację szczurów według wyników neurologicznych (1-3) w celu standaryzacji ciężkości zawału; Uznaj ograniczenia badania: sieć ceRNA może nie wychwytywać modyfikacji potranslacyjnych, a wielkość próby do walidacji Western blot (n = 6 na grupę) może zostać rozszerzona, a przyszłe prace obejmą większe kohorty i analizy proteomiczne w celu wypełnienia tych luk.