Цель данного исследования — провести подробный обзор достижений в области нРНК при панваскулярных заболеваниях за последние годы с точки зрения фундаментальных, клинических и трансляционных медицинских исследований.
Обзорная статья
Цель данного исследования — провести подробный обзор достижений в области нРНК при панваскулярных заболеваниях за последние годы с точки зрения фундаментальных, клинических и трансляционных медицинских исследований.
Пансосудистая болезнь — это разновидность многосистемного сосудистого заболевания, характеризующегося атеросклеротическими сосудистыми поражениями как распространённой патологической чертой, включая сердечно-сосудистые заболевания, цереброваскулярные заболевания и периферические сосудистые заболевания, среди прочих. Критическое участие некодирующей РНК (нРНК), особенно микроРНК, длинно-некодирующей РНК и круговой РНК, в различных типах панваскулярных заболеваний было тщательно изучено. Недавние исследования показали, что эти регуляторные молекулы РНК участвуют в механизмах, лежащих в основе панваскулярных заболеваний, модулируя патофизиологические процессы, такие как функция сосудистого эндотелия, воспалительная реакция, апоптоз и пролиферация. Однако в настоящее время нет систематического обзора прогресса исследований ncRNA при панваскулярных заболеваниях. Поэтому для обеспечения всестороннего и систематического обсуждения важности нРНК при панваскулярных заболеваниях. Это исследование представляет собой всесторонний синтез последних исследований ncRNA при панваскулярных заболеваниях с базовой, клинической и трансляционной точек зрения, с целью выяснения их специфических биологических ролей и патогенных механизмов. Этот обзор способствует лучшему развитию таргетных методов лечения, направленных на нРНК при панваскулярных заболеваниях.
Панваскулярное заболевание (ПВД) — это системное сосудистое заболевание, характеризующееся дисфункцией эндотелиа, поражающей жизненно важные органы, включая сердце, мозг, почки, конечности иаорту 1. Это комплексное определение охватывает заболевания мелких сосудов, микрососудистых и венозных заболеваний, а также сосудистые заболевания, связанные с опухолями, диабетом и иммунныминарушениями. 1. В зависимости от поражённой области ПВД может проявляться в виде ишемической болезни сердца (ХПР), цереброваскулярной болезни, периферических артериальных заболеваний или поливаскулярного заболевания, поражающего два или более сосудистых слой (см. рисунок 1). Учитывая распространённые факторы риска, связанные с образом жизни, включая нездоровое питание, малоподвижный образ жизни и курение, заболеваемость гипертонией, дислипидемией, диабетом и ожирением увеличивается, что способствует ежегодному росту распространённости ПВР.
В настоящее время системы профилактики и управления ПВР не являются оптимальными. Подходы к диагностике и лечению в основном основаны на результатах исследований отдельных сосудистых заболеваний. Из-за недостатка исследований мультиваскулярных заболеваний лечение часто опирается на вторичные стратегии профилактики и цели управления рисками, применяемые при локализованных атеросклеротических заболеваниях. В клинических условиях управление ПВД фрагментировано по специальностям, включая кардиологию, неврологию, сосудистую хирургию и интервенционную медицину, где применяется специализированный подход, лишённый интегрированного мультидисциплинарного сотрудничества на протяжении всего заболевания. Патобиологические механизмы ПВД включают дисфункцию эндотелия, хроническое воспаление, а также миграцию и пролиферацию гладкомышечных сосудистых клеток (ВМК) (Рисунок 2). Исследователи активно изучают пути или факторы, которые могут вмешиваться в эти механизмы для замедления прогрессирования заболевания. В последнее время появление биоинформатики выделило некодируемую РНК (нРНК) как ключевые детекторы и регуляторы сердечно-сосудистыхзаболеваний 2. При ПВД нРНК играет критическую роль через различные механизмы.
По сравнению с традиционными белковыми биомаркерами или геномным анализом ДНК, нРНК обладают явными преимуществами при изучении панваскулярных заболеваний. Их экспрессия часто сильно специфична для тканей и может динамически изменяться в ответ на заболевания, обеспечивая более точное представление о патологических процессах. Кроме того, их выдающаяся стабильность в внеклеточных жидкостях, таких как кровь и плазма, делает их исключительно подходящими в качестве малоинвазивных диагностических и прогностических биомаркеров, предоставляя потенциальный инструмент для комплексной оценки рисков по всему сосудистому дереву. Трансляционный потенциал ncRNA быстро расширяется, особенно в новых областях, таких как редактирование РНК. Инженерные ncRNA могут функционировать как направляющими РНК, так и компонентами системы доставки редакторов, синергетически повышая эффективность, стабильность и точность редактирования. Однако большинство программ остаются на доклинических или ранних клинических стадиях, и такие задачи, как доставка in vivo , оптимизация дозировки и комплексная оценка эффективности и безопасности редактирования, требуют дальнейшего решения.
1. Структура и функция нРНК
Проект генома человека показал, что только 1,5% человеческого генома кодируют белки, при этом большинство из них ранее считались «нефункциональными»1. Последующие проекты, такие как ENCODE, показали, что значительная часть этой некодирующей ДНК транскрибирается в небелковые кодирующие РНК (ncRNA), такие как miRNA, lncRNA и circRNA. Достижения в высокопроизводительном секвенировании с тех пор стали катализатором открытия этих функциональных ncRNA, открыв новую эру в их исследованиях. Исследования по ncRNA и сердечно-сосудистым заболеваниям в основном сосредоточены на miRNA, lncRNA иcircRNA 1. Кроме того, ncRNA по длине классифицируется на длинную ncRNA (lncRNA, более 200 нуклеотидов) и короткую ncRNA. Синтез lncRNA, процесс, опосредованный РНК-полимеразой II через транскрипцию и сплайсинг, аналогичный мессенджерной РНК (mRNA), фундаментально регулируется на транскрипционном уровне. LncRNA регулируют структуру и функцию хроматина, транскрипцию генов, а также сплайсинг и трансляцию РНК через взаимодействие с ДНК, РНК или белками. Кроме того, lncRNA участвуют в формировании и функциональной регуляции органелл и ядерныхконденсатов 3. Зрелые миРНК с объёмом от 21 до 25 нуклеотидов образуются с помощью обработки их предшественников Dicer, длиной примерно от 70 до 90 нуклеотидов и остроумной структурой. МиРНК, которые не кодируют белки, регулируют экспрессию генов на посттранскрипционном уровне, влияя на стабильность и трансляцию мРНК, что обычно приводит к деградации мРНК или ингибированиютрансляции 4. Однако большинство циркРНК происходят из белокодирающих мРНК, а меньшинство — из нРНК. Производство циркРНК обычно рассматривается как дополнительная модификация в обработке мРНК. В этом процессе пре-мРНК-сплайсинг по типичному сплайсеосомному механизму приводит к появлению линейных мРНК, тогда как циркРНК образуются через обратное сплайсинг цис-элементами или транс-факторами (например, ZC3H14). Экзонические циркРНК преимущественно находятся в цитоплазме, тогда как циркРНК, включающие интроны или экзоны, в основном находятся вядре 5. ЦиркРНК функционируют, выступая в роли миРНК-губок, белковых губок или образуя циркРНК-белковые комплексы (циркРНП), тем самым влияя на сигнальные пути. Кроме того, ядерные циркРНК могут усиливать связывание РНК-полимеразы II для регулирования транскрипции генов хозяина, влияя на последующие биологические реакции и функции6.
Несмотря на обширные исследования нРНК в различных категориях ПВД, включая ХВС, цереброваскулярные заболевания и заболевания периферических артерий, систематические обзоры, изучающие взаимосвязь между нРНК и ПВД, отсутствуют. Проведение всестороннего обзора применения ncRNA в исследованиях PVD крайне важно, так как это помогает резюмировать существующие исследования и даёт новые инсайты и направления для будущих исследований (рисунок 3).
2. NcRNA и атеросклероз
Атеросклероз — самый распространённый и значимый патофизиологический механизм при ПВД и остаётся основным направлением для исследователей. По мере того как нРНК становится всё более актуальной в формировании атеросклероза в последние годы.
3. НРНК и ИБС
ИБС является одной из ведущих причин смерти во всём мире и самым распространённым видом сердечно-сосудистых заболеваний. Основная характеристика — накопление бляшек в коронарных артериях, что препятствует кровотоку и вызывает такие симптомы, как боль в груди и одышка. Исследования показывают, что нРНК играет ключевую роль в начале и прогрессировании ИБС, регулируя экспрессию генов и влияя на воспалительные реакции и функции клетки (Таблица 1).
4. NcRNA и цереброваскулярные заболевания
Как критический компонент ПВБ, цереброваскулярное заболевание характеризуется сложной этиологией и множеством факторов риска. Эта глава начнётся с различных типов и механизмов нРНК, систематически исследуя их роль в цереброваскулярных заболеваниях, углубляя понимание патогенеза и предлагая новые направления для будущих исследований в области диагностики и лечения (Таблица 2).
5. NcRNA и периферические сосудистые заболевания
Некодирующие РНК (нРНК) были доказаны как ключевые роли не только в развитии атеросклероза, но и в патофизиологии сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний с помощью различных биологических механизмов. Чен и др. построили иммунно-связанную конкурирующую эндогенную РНК-сеть (ceRNA) на основе профилей экспрессии GEO, показав, что сеть, включающая LINC00221, miR-17-5p, miR-20b-5p и CREB1, может способствовать периферической окклюзионной болезни артерий, регулируя инфильтрацию моноцитов и макрофагов типаM1 64. В мышиной модели ишемии конечностей Хуанг и др. сообщили, что lncRNA H19 конкурентно связывается с miR-107 для усиления FADD, тем самым активируя путь пироапоптоза и одновременно способствуя пролиферации клеток, миграции, ангиогенезу и восстановлениюкровотока 65.
Несколько миРНК также были выявлены как ключевые регуляторы при периферических артериальных заболеваниях. Ли и соавторы отметили, что циркулирующий miR-548j-5p был значительно понижен у пациентов с PAD. Эта миРНК способствует миграции и формированию клеток эндотелиального предшественника, модулируя сигнализацию NOS и SDF-1, тем самым способствуяангиогенезу 66. При диабетической PAD Ченг и др. выявили miR-181a/b как критический посредник клинической ишемии конечностей; Его абляция снижала рекрутацию моноцитов и нарушала регенерацию сосудов в ишемическихконечностях 67. Ахмед и др. сообщили о повышенном уровне miR-210 в скелетных мышцах пациентов с PAD, где регулирует митохондриальное дыхание и клеточную адаптацию кгипоксии 68. Кроме того, Ченг и др. показали, что miR-130b-3p способствует ангиогенезу, подавляя путь BMP/TGF-β, что указывает на его потенциал как терапевтической цели для снижения риска некроза конечностейи ампутации 69. Зайед и др. также показали, что miR-93 усиливает ангиогенез, активируя G6PD и путь пентозофосфатов, что приводит к более устойчивому восстановлению кровотока по сравнению с VEGF165a70. Маккой и др. выяснили, что miR-375, понижаемый при критической ишемии конечностей, нацеливается на KLF5 для модуляции сигналов NF-κB и влияния на ангиогенныеответы 71.
В отличие от lncRNA и miRNAs, исследования circRNA при периферических сосудистых заболеваниях остаются ограниченными. Однако, учитывая их хорошо зарекомендовавшую роль в сердечно-сосудистых и цереброваскулярных патологиях, циркРНК, вероятно, также будут способствовать патогенезу и лечению периферических сосудистых заболеваний, что требует дальнейших механистических и трансляционных исследований.
Как класс молекул РНК, которые не кодируют белки напрямую, ncRNA стала перспективной областью в изучении ПВД. К этим заболеваниям относятся атеросклероз, ИБС, цереброваскулярные заболевания и периферические сосудистые заболевания, характеризующиеся дисфункцией сосудистого эндотелиа. ncRNA существенно влияют на развитие и лечение этих заболеваний, регулируя экспрессию генов, модулируя воспалительные реакции, а также регулируя пролиферацию и апоптоз клеток. При атеросклерозе миРНК влияют на прогрессирование заболевания через такие механизмы, как воспаление, окислительный стресс и образование пеноклеток, в то время как lncRNA и циркРНК модулируют миграцию клеток, аутофагию и сигнальные пути, открывая новые направления для ранней диагностики и вмешательства. При ИБС нРНК являются потенциальными мишенями для точного лечения, влияя на стабильность бляшек, апоптоз кардиомиоцитов и воспалительные реакции. Исследования цереброваскулярных заболеваний выявили роль нРНК в регенерации сосудов, нейропротекции и воспалительном ответе после ишемического повреждения мозга, открывая новые пути лечения таких состояний, как инсульт. При периферических сосудистых заболеваниях, хотя исследования только начинаются, данные свидетельствуют о регулировании ангиогенеза, энергетического обмена и фиброза, что демонстрирует потенциальную терапевтическую ценность.
Смотря в будущее, исследования ncRNA сталкиваются с рядом вызовов. Во-первых, общие черты и особенности ролей нРНК в различных заболеваниях требуют глубокого изучения для выявления их основных регуляторных сетей. Во-вторых, остаётся много исследований на уровне базового механизма; Преобразование этих результатов в клинические применения — ключевое направление будущего. Кроме того, с развитием высокопроизводительных технологий секвенирования и биоинформатики, разработка методов клинического обнаружения, диагностических маркеров и терапевтических мишень для нРНК получит значительные возможности. Особенно в контексте прецизионной медицины и персонализированного лечения нРНК готова стать фундаментальным компонентом в диагностике и лечении ПВБ.
В заключение, роль нРНК в ПВД широко признана. Благодаря мультидисциплинарному сотрудничеству, проведению более масштабных клинических исследований и интеграции нРНК с традиционными методами лечения, эта область готова значительно продвинуться, предлагая более раннюю диагностику, более точные методы лечения и улучшенные результаты при ПВД.

Рисунок 1: Панваскулярное заболевание. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой картины.

Рисунок 2: Механизм атеросклероза. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой рисунка.

Рисунок 3: Некодирующие РНК при панваскулярных заболеваниях. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.
Таблица 1: Некодируемая РНК и ишемическая болезнь сердца. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.
Таблица 2: Некодирующая РНК и цереброваскулярные заболевания. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.
Авторы заявляют, что конфликта интересов нет.
Эта работа была поддержана проектом Плана науки и технологий Чжаньцзяна (2021A1003-1), исследовательским проектом Гуандунского бюро традиционной китайской медицины (20221441) и Фондом фундаментальных и прикладных исследований Гуандуна (No2023A1515010482). Вэйянь Ли: концептуализация, написание — оригинальный черновик. Линъянь Фан, Фэнъя Цзэн и Цзянь Цао: концептуализация, написание — рецензия и редактирование; Кан Чен: Письмо — рецензирование и редактирование, Супервизия, администрирование проектов, Привлечение финансирования. Все авторы прочитали и утвердили окончательную рукопись.