α-synukleina jest zaangażowana w patofizjologię choroby Parkinsona (PD), ponieważ mutacje genu (PD), ponieważ mutacje w genie alfa-synukleiny powodują dziedziczną PD, a agregaty fibrylarne alfa-synukleiny są głównym składnikiem ciał Lewy'ego. są głównym składnikiem ciał Lewy'ego. Ponieważ presynaptyczna akumulacja agregatów α-synukleiny może powodować dysfunkcję synaptyczną i degenerację, my przeanalizowaliśmy zmiany w białkach synaptosomalnych we wczesnych objawach myszy transgenicznych α-synukleiny (A30P) za pomocą dwuwymiarowego żelu różnicowego elektroforezę. Ponadto przeprowadziliśmy profilowanie ekspresji mikroRNA przy użyciu chipy mikroprzepływowe, ponieważ ostatnio wykazano, że mikroRNA regulują plastyczność synaptyczną plastyczność u gryzoni i modulują agregację białek indukowaną poliglutaminą i neurodegenerację u much. Różnicowo wyrażone białka w α-synukleina (A30P) -transgeniczne myszy wskazują na zmiany w mitochondriach funkcji, dynamiki aktyny, transportu żelaza i egzocytozy pęcherzyków, a zatem częściowo przypominające wyniki u pacjentów z PD. Zużycie tlenu przez izolowane mitochondria mózgu mitochondriów mózgu nie było jednak zmniejszone u zmutowanych myszy. Poziomy kilku mikroRNA (miR-10a, -10b, -212, -132, -495) były znacząco zmienione. Jeden z nich z nich (miR-132) został zgłoszony jako wysoce indukowalny przez czynniki wzrostu i do jest kluczowym regulatorem wzrostu neurytów. Co więcej, sekwencje rozpoznające miR-132 wykryto w transkryptach mRNA dwóch białek o różnej ekspresji. MikroRNA mogą zatem stanowić nowe biomarkery nieprawidłowego funkcjonowania neuronów i potencjalne cele terapeutyczne dla ludzkich chorób neurodegeneracyjnych. --- Uważa się, że zależne od aktywności zmiany w ekspresji genów leżą u podstaw molekularnej reprezentacji pamięci. W tym badaniu donosimy, że in vivo aktywacja neuronów szybko indukuje regulowany przez CREB mikroRNA miR-132. Aby określić, czy produkcja miR-132 jest regulowana przez aktywność neuronów, jej w mózgu myszy monitorowano za pomocą ilościowej RT-PCR (RT-qPCR). Drgawki wywołane pilokarpiną doprowadziły do silnego, szybkiego i przejściowego wzrostu pierwotnego transkryptu miR-132 (pri-miR-132), po którym nastąpił późniejszy wzrost dojrzałego mikroRNA (miR-132). Aktywacja neuronów w hipokampie, opuszce węchowej i prążkowiu przez i prążkowiu przez kontekstowe warunkowanie strachu, ekspozycję na zapach i wstrzyknięcie kokainy, odpowiednio, również zwiększyło pri-miR-132. Kinetyka indukcji pri-miR-132 były monitorowane i okazały się równoległe do tych z natychmiastowymi wczesnymi genami geny, osiągając szczyt po 45 minutach i powracając do poziomów podstawowych w ciągu 2 godzin od stymulacji. Poziomy ekspresji pierwotnego i dojrzałego miR-132 wzrosły znacząco między 10. a 24. dniem życia. Wnioskujemy, że miR-132 jest mikroRNA zależnym od aktywności in vivo i może przyczyniać się do długotrwałych zmiany proteomiczne wymagane do plastyczności neuronalnej zależnej od doświadczenia. --- Choroby prionowe mają zwykle długie przedkliniczne okresy inkubacji, podczas których zakaźna cząstka prionowa i zakaźność stale rozprzestrzeniają się w mózgu. mózgu. Nieprawidłowe kiełkowanie neurytów i deficyty synaptyczne są widoczne w okresie przedklinicznym choroby. choroby przedklinicznej, jednak znaczna utrata neuronów nie jest wykrywana aż do początku fazy klinicznej. Zdarzenia molekularne, które towarzyszą wczesnemu uszkodzeniu neuronów i ostatecznie kończą się śmiercią neuronów, pozostają niejasne. W tym badaniu wykorzystaliśmy mikrodysekcję laserową do izolacji neuronów CA1 hipokampa i określiliśmy ich przedkliniczną odpowiedź transkrypcyjną podczas infekcji. Stwierdziliśmy stwierdziliśmy, że ekspresja genów w tych neuronach jest dynamiczna i charakteryzuje się różnymi fazami aktywności. Odkryliśmy, że główny klaster genów jest zmieniony podczas choroby przedklinicznej, po czym ekspresja albo powraca do podstawowych poziomów lub alternatywnie ulega bezpośredniemu odwróceniu podczas choroby klinicznej. Co uderzające, pokazujemy, że ten klaster zawiera sygnaturę wysoce przypominającą synaptyczną sygnalizację receptora kwasu N-metylo-D-asparaginowego (NMDA) i aktywację szlaków neuroprotekcyjnych. szlaków neuroprotekcyjnych. Dodatkowo, geny zaangażowane w projekcję neuronalną i rozwój dendrytów zostały również zmienione w trakcie choroby, osiągając kulminację w ogólnym spadku ekspresji genów dla białek synaptycznych. Podobnie, miRNA, takie jak miR-132-3p, miR-124a-3p, miR-16-5p, miR-26a-5p, miR-29a-3p i miR-140-5p podążają za równoległymi wzorcami ekspresji. Jest to pierwsze dogłębne badanie genomiczne opisujące przedkliniczną odpowiedź neuronów hipokampa neuronów na wczesną replikację prionów. Nasze odkrycia sugerują, że replikacja prionów powoduje trwałą stymulację zaprogramowanej odpowiedzi, w której pośredniczy, przynajmniej częściowo, przez synaptyczną aktywność receptora NMDA, która początkowo promuje przeżycie komórek i przebudowę neurytów. Jednak ta odpowiedź jest zakończona przed wystąpieniem objawów klinicznych w zakażonym hipokampie, pozornie wskazując na krytyczny moment w chorobie. Manipulacja tymi wczesnymi neuroprotekcyjnych może przywrócić równowagę między degeneracją i a przeżyciem, stanowiąc potencjalną drogę do leczenia. --- Warunkowanie wstępne opisuje bodziec niedokrwienny, który wyzwala endogenną, neuroprotekcyjną, która chroni mózg podczas późniejszego poważnego niedokrwiennego, zjawisko znane jako "tolerancja". Tolerancja na niedokrwienie wymaga nowej syntezy białek, prowadzi do przeprogramowania genomowej odpowiedzi mózgu na kolejne niedokrwienie i jest przejściowa. MikroRNA (miRNA) regulują posttranskrypcyjną ekspresję genów posttranskrypcyjną ekspresję genów, wywierając bezpośredni wpływ na translację informacyjnego RNA (mRNA). Zbadaliśmy ekspresję miRNA w korze mózgowej myszy w odpowiedzi na kondycjonowanie wstępne, uraz niedokrwienny i tolerancję. Wyniki naszej analizy mikromacierzy ujawniły, że ekspresja miRNA jest konsekwentnie zmieniana w każdej grupie, ale grupy, ale to kondycjonowanie wstępne było głównym regulatorem miRNA. Nasze wyniki analizy bioinformatycznej przewidywały, że miRNA regulowane przez kondycjonowanie wstępne najbardziej ukierunkowane na mRNA, które kodują regulatory transkrypcji; białko wiążące metylo-CpG białko wiążące metylo-CpG 2 (MeCP2). Żadne badania nie powiązały MeCP2 z kondycjonowaniem wstępnym lub tolerancją, ale miR-132, który reguluje ekspresję MeCP2 jest zmniejszona w kondycjonowanej korze mózgowej. Zmniejszona regulacja miR-132 jest zgodna z naszym odkryciem, że niedokrwienie po kondycjonowaniu wstępnym indukuje szybki wzrost białka wzrost białka MeCP2, ale nie mRNA, w korze myszy. Badania te ujawniają że niedokrwienne kondycjonowanie wstępne reguluje ekspresję miRNA i ich przewidywanych w mysiej korze mózgowej, a ponadto sugerują, że miRNA i MeCP2 mogą mogą służyć jako efektory tolerancji indukowanej niedokrwieniem. --- Kiedy szkodliwy uraz mózgu jest poprzedzony krótkim, nieszkodliwym bodźcem, nieszkodliwym bodźcem, mózg staje się tolerancyjny, a wynikające z tego uszkodzenia są zmniejszone. Tolerancja na padaczkę rozwija się, gdy krótkie napady poprzedzają epizod przedłużające się napady (stan padaczkowy). MikroRNA (miRNA) to małe, niekodujące RNA, które funkcjonują jako potranskrypcyjne regulatory ekspresji genów. My zbadano, w jaki sposób wcześniejsze wstępne kondycjonowanie napadów wpływa na odpowiedź miRNA na stan padaczkowy wywołany przez kwas kainowy wewnątrz ciała migdałowatego u myszy. MiRNA zostało wyekstrahowane z ipsilateralnego podpola CA3 24 godziny po wystąpieniu stanu ogniskowego padaczkowego u zwierząt, które wcześniej otrzymały albo drgawki kondycjonowanie wstępne (tolerancja) lub brak kondycjonowania wstępnego (uraz), a poziomy dojrzałego miRNA mierzono przy użyciu tablic TaqMan o niskiej gęstości. Ekspresja 21 miRNA była zwiększona, w stosunku do kontroli, po samym stanie padaczkowym, a ekspresja ekspresja 12 miRNA była zmniejszona. Zwiększone poziomy miR-132 były dopasowane ze zwiększonym wiązaniem do Argonaute-2, składnika kompleksu wyciszającego kompleksu wyciszającego. U zwierząt tolerancyjnych reakcje ekspresji >40% miRNA wykrytych w grupie miRNA wykrytych w grupie urazowej różniły się, pozostając niezmienione w stosunku do kontroli lub w dół, w tym miR-132. Mikroiniekcja in vivo zablokowanych oligonukleotydów zmodyfikowanych kwasem nukleinowym (antagomirów) przeciwko miR-132 obniżyła poziom miR-132 w hipokampie i zmniejszyła śmierć neuronów wywołaną napadami. Tak więc, nasze dane zdecydowanie sugerują, że miRNA są ważnymi regulatorami śmierci neuronów indukowanej napadami. --- Wczesne stadia wielu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera, Alzheimera, otępienie naczyniowe i czołowo-skroniowe oraz choroba Parkinsona. często wiążą się z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi (MCI). Minimalnie inwazyjny test przesiewowy minimalnie inwazyjny test przesiewowy do wczesnego wykrywania MCI może być wykorzystany do wyboru optymalnych grup pacjentów w w badaniach klinicznych, do monitorowania postępu choroby i odpowiedzi na leczenie oraz do lepszego planowania opieki klinicznej nad pacjentem. do lepszego planowania opieki klinicznej nad pacjentem. Tutaj zbadaliśmy wykonalność zastosowania par mikroRNA (miRNA) z osocza wzbogaconego w mózg, z których co najmniej jeden jest wzbogacony w synapsy i neuryty, jako biomarkerów, które mogą różnicować pacjentów z MCI od grupy kontrolnej dopasowanej wiekowo. Zidentyfikowane pary biomarkerów na dwa zestawy: "rodzina miR-132" (miR-128/miR-491-5p, miR-132/miR-491-5p i mir-874/miR-491-5p) oraz "rodzina miR-134" (miR-134/miR-370, miR-323-3p/miR-370 i miR-382/miR-370). Obszar pod krzywą dla różnicowania MCI od kontroli przy użyciu tych par biomarkerów par biomarkerów wynosi 0,91-0,95, z czułością i swoistością na poziomie 79%-100% (rodzina miR-132) i 79%-95% (rodzina miR-134) oraz p〈0,001. W oddzielnym badaniu podłużnym zidentyfikowane pary biomarkerów miRNA skutecznie wykryły MCI u większości pacjentów w stadium bezobjawowym na 1-5 lat przed diagnozą kliniczną. diagnozą kliniczną. Zgłoszone pary biomarkerów wydają się również przydatne do wykrywania zmian w mózgu związanych z wiekiem. Dalsze testy w większym badaniu są niezbędne do walidacji tych wyników. --- Ostatnie doniesienia o modulatorach mikroRNA (miR) zarówno neuronalnych, jak i immunologicznych procesy (tutaj określane jako NeurimmiR) przewidują potencjał terapeutyczny dla manipulowania poziomami NeurimmiR w chorobach wpływających zarówno na układ odpornościowy, jak i na wyższe funkcje mózgu, takie jak choroba Alzheimera (AD), choroba Parkinsona (PD), stwardnienie rozsiane (MS) i zaburzenia lękowe. Naszym zdaniem, NeurimmiRs, które funkcjonują zarówno w układzie nerwowym, jak i odpornościowym, takie jak miR-132 i miR-124, mogą działać jako "negocjatorzy" między tymi dwoma współdziałającymi przedziałami. Sugerujemy, że NeurimmiRs przede wszystkim celują w geny transkrypcyjne lub inne geny regulatorowe, co umożliwia modulację zarówno procesów odpornościowych, jak i poznawczych procesów poprzez bezpośrednie lub pośrednie zmiany w sygnalizacji neuron-glej i/lub sygnalizacji mózg-ciało. Zatem manipulowanie kontrolą NeurimmiR nad wkładem immunologicznym na szlaki poznawcze może oferować nowe cele terapeutyczne. --- Schizofrenia charakteryzuje się zaburzeniami afektywnymi, poznawczymi, neuromorfologicznymi i molekularnymi. nieprawidłowości molekularne, które mogą mieć podłoże neurorozwojowe. MikroRNA (miRNA) to małe niekodujące sekwencje RNA o krytycznym znaczeniu dla neurorozwoju i neuronalnych poprzez koordynację aktywności wielu genów w ramach sieci biologicznych. sieci biologicznych. Zbadaliśmy ekspresję 854 miRNA w tkance kory przedczołowej w tkance kory przedczołowej od 100 osób z grupy kontrolnej, schizofrenicznej i dwubiegunowej. The cykliczny element wiążący AMP i regulowany przez NMDA mikroRNA miR-132 był znacząco regulowany w dół zarówno w kohorcie odkrywającej schizofrenię, jak i drugi, niezależny zestaw osób ze schizofrenią. Analiza ekspresji genów docelowych miR-132 w mikromacierzach ekspresji genów schizofrenii zidentyfikowała 26 genów regulowane w górę u pacjentów ze schizofrenią. Zgodnie z pośredniczoną przez NMDA obserwowaną u chorych na schizofrenię, podawanie antagonisty NMDA dorosłym myszom powoduje obniżenie regulacji miR-132 w korze przedczołowej. korze przedczołowej. Co więcej, ekspresja miR-132 w mysiej korze przedczołowej wykazuje znaczącą regulację rozwojową i pokrywa się z krytycznymi procesami neurorozwojowymi w okresie dojrzewania. Dorosła przedczołowa ekspresja miR-132 może być regulowana w dół przez farmakologiczne hamowanie receptora NMDA w krótkim okresie postnatalnym. Kilka kluczowych genów, w tym DNMT3A, GATA2 i DPYSL3, są regulowane przez miR-132 i wykazują zmienioną ekspresję albo podczas normalnego neurorozwoju, albo w tkance od dorosłych schizofreników osoby. Nasze dane sugerują dysregulację miR-132 i późniejszą nieprawidłową ekspresję genów docelowych miR-132. ekspresja genów docelowych miR-132 przyczynia się do neurorozwojowych i neuromorfologicznych patologii obecnych w schizofrenii. --- Mikro-RNA stanowią rodzinę małych niekodujących kwasów rybonukleinowych, które są potranskrypcyjnymi regulatorami aktywności informacyjnego RNA. Chociaż mikro-RNA są dynamicznie regulowane podczas rozwoju neuronalnego, rola mikro-RNA w starzeniu się mózgu i neurodegeneracji nie jest znana. W niniejszym badaniu zbadano obfitość mikro-RNA w regionie hipokampa płodu, dorosłego i mózgu z chorobą Alzheimera. Dane wskazują, że mikro-RNA kodujące miR-9, miR-124a, miR-125b, miR-128, miR-132 i miR-219 są obficie reprezentowane w hipokampie płodu. hipokampie płodu, są różnie regulowane w starzejącym się mózgu, a zmiana w specyficznej złożoności mikro-RNA występuje w hipokampie Alzheimera. Dane te są zgodne z koncepcją, że zmienione przetwarzanie populacji RNA za pośrednictwem mikro-RNA może przyczyniać się do RNA może przyczyniać się do nietypowej obfitości mRNA i dysfunkcji neuronalnej w mózgu z chorobą Alzheimera. --- Tauopatie stanowią dużą klasę zaburzeń neurologicznych i ruchowych charakteryzujących się nieprawidłowymi wewnątrzkomórkowymi złogami związanego z mikrotubulami białka białka tau. Obecnie wiadomo, że nieprawidłowe splicingowanie egzonu 10, powodując brak równowagi między izoformami tau z trzema powtórzeniami (3R) i czterema powtórzeniami (4R). może powodować choroby; jednak podstawowe mechanizmy wpływające na splicing tau w neuronach pozostają słabo poznane. Małe niekodujące mikroRNA (miRNA), znane ze swojej krytycznej roli w potranskrypcyjnej ekspresji genów ekspresji genów, są coraz częściej uznawane za ważne regulatory alternatywnego splicingu. Tutaj zidentyfikowaliśmy szereg mózgowych miRNA, w tym miR-124, miR-9, miR-132 i miR-137, które regulują stosunek 4R:3R-tau w komórkach neuronalnych. Analiza profili ekspresji miRNA od sporadycznych pacjentów z postępującym porażeniem nadjądrowym (PSP) pacjentów z postępującym porażeniem nadjądrowym (PSP), główną tauopatią 4R-tau, wykazała, że miR-132 jest specyficznie regulowany w dół w chorobie. Wykazaliśmy, że miR-132 bezpośrednio bezpośrednio na neuronalny czynnik splicingowy białko wiążące trakty polipirymidynowe 2 (PTBP2), którego poziom białka był podwyższony u pacjentów z PSP. miR-132 lub knockdown PTBP2 podobnie wpływały na endogenne proporcje 4R:3R-tau w komórkach neuronalnych. Wreszcie, dostarczamy dowodów na to, że miR-132 jest odwrotnie skorelowany z PTBP2 podczas postnatalnego rozwoju mózgu w czasie, gdy 4R-tau ulega ekspresji. Podsumowując, wyniki te sugerują, że zmiany w szlaku miR-132/PTBP2 mogą przyczyniać się do nieprawidłowego splicingu egzonu tau 10 w mózgu i rzuca światło na potencjalną rolę miRNA w podzbiorze tauopatii. podzbiorze tauopatii. --- Choroba Huntingtona (HD) jest genetyczną chorobą neurodegeneracyjną spowodowaną nieprawidłową ekspansją nieprawidłową ekspansją CAG. MikroRNA (miRNA) to krótkie cząsteczki RNA regulujące ekspresję genów. ekspresję genów i są zaangażowane w różne choroby, w tym HD. Jednak profile i regulacja miRNA w HD nie są w pełni poznane. Tutaj przeanalizowaliśmy ekspresję miRNA i regulatory miRNA w dwóch transgenicznych modelach modelach HD, myszach YAC128 i R6/2 oraz w modelu szczurzego zwyrodnienia prążkowia indukowanego kwasem 3-nitropropionowym (3NP). szczurzym modelu zwyrodnienia prążkowia. Po scharakteryzowaniu fenotypów przez testy behawioralne i analizy histologiczne, profilowaliśmy miRNA prążkowia za pomocą mikromacierzy mikromacierzy miRNA i zmierzyliśmy kluczowe cząsteczki zaangażowane w biogenezę miRNA i funkcji. Myszy YAC128 wykazywały dominującą ekspresję miRNA w górę w 5 miesiącach i dominującą ekspresję w dół po 12 miesiącach. Jednocześnie, ekspresja ekspresji Drosha-DGCR8, Exportin-5 i Dcp1 były zwiększone w wieku 5 miesięcy, a ekspresja Dicer była zmniejszona po 12 miesiącach. U 10-tygodniowych myszy R6/2, w ekspresji miRNA dominowała downregulacja, a poziom Drosha zmniejszył się jednocześnie. Dziewięć miRNA (miR-22, miR-29c, miR-128, miR-132, miR-138, miR-218, miR-222, miR-344 i miR-674*) było powszechnie regulowanych w dół zarówno u 12-miesięcznych myszy YAC128, jak i 10-tygodniowych myszy R6/2. Tymczasem szczury 3NP wykazały dynamiczne zmiany w profilach miRNA podczas rozwoju choroby i kilka miRNA o zmienionej ekspresji. Nasze wyniki pokazują, że transgeniczne myszy HD mają nieprawidłową biogenezę miRNA. Informacje te powinny pomóc w przyszłych badaniach nad terapeutycznego zastosowania miRNA w HD. --- Choroba Huntingtona (HD) jest nieuleczalnym, śmiertelnym zaburzeniem neurodegeneracyjnym, które jest spowodowane ekspansją poliglutaminy w białku huntingtyny (Htt). Śmierć neuronów śmierć neuronów w prążkowiu - najbardziej oczywista manifestacja choroby - jest prawdopodobnie wynikać z rozległej dysregulacji ekspresji genów w różnych regionach mózgu. regionach mózgu. Do tej pory odkryto kilka potencjalnych mechanizmów tego zjawiska, w tym jeden obejmujący REST (RE1-Silencing Transcription Factor), główny regulator genów neuronalnych. regulator genów neuronalnych. Niedawno niezależne badania wykazały że potranskrypcyjna regulacja genów przez mikroRNA jest również zaburzona w HD. Ekspresja kluczowych neuronalnych mikroRNA - w tym mir-9/9*, mir-124 i mir-132 - jest w mózgach ludzkich pacjentów z HD i modelach mysich. Zmiany te zachodzą za REST i prawdopodobnie skutkują poważnymi zaburzeniami regulacji mRNA i funkcji neuronów. i funkcji neuronów. W tym badaniu omówimy te odkrycia i ich implikacje dla naszego zrozumienia HD. Wykorzystując zaktualizowaną analizę bioinformatyczną analizy bioinformatycznej, przewidujemy 21 nowych kandydujących mikroRNA w HD. Proponujemy przyszłe strategie strategie ujednolicania dużych zbiorów danych transkrypcyjnych i mikroRNA w celu wyjaśnienia etiologii HD. w celu wyjaśnienia etiologii HD. Jako przykład pokazujemy, w jaki sposób dostępne genomowe mogą być zintegrowane w celu zapewnienia niezależnej, analitycznej walidacji dla dysregulacji REST i mikroRNA mir-124 w HD. W konsekwencji, analiza ontologii genów Analiza ontologii genów wskazuje, że HD charakteryzuje się szeroko zakrojoną depresją genów neuronalnych w jądrze ogoniastym i korze ruchowej. W związku z tym proponujemy, aby kombinacja REST, mikroRNA i prawdopodobnie innych niekodujących RNA głęboko wpływa na transkryptom neuronów w HD.
Czy mikroRNA 132 (miR-132) jest zaangażowany w patologie mózgu?
Tak. MikroRNA 132 (miR-132) jest zaangażowany w patologie mózgu.