MikroRNA (miRNA) to krótkie regulatorowe RNA, które obniżają ekspresję genów. Są one niezbędne dla homeostazy komórek i aktywne w wielu stanach chorobowych. A ważnym odkryciem jest zdolność miRNA do określania skuteczności leków, co dało początek dziedzinie "farmakogenomiki miRNA" poprzez miRNA odgrywają znaczącą rolę w farmakogenomice poprzez regulując w dół geny, które są ważne dla działania leku. Te interakcje można opisać jako zestawy tripletów składające się z miRNA, genu docelowego i leku związanego z genem. Opracowaliśmy serwer internetowy, który łączy ekspresję miRNA ekspresję miRNA i funkcję leku, łącząc dane dotyczące celowania miRNA i interakcji białko - lek. Informacje o ukierunkowaniu miRNA pochodzą zarówno z danych eksperymentalnych, jak i przewidywań obliczeniowych. danych eksperymentalnych i przewidywań obliczeniowych, a interakcje białko-lek są adnotowane przez bazę wiedzy farmakogenomicznej (PharmGKB). Dane wejściowe Pharmaco-miR Pharmaco-miR składa się z miRNA, genów i/lub nazw leków, a dane wyjściowe składają się z miRNA lub lista unikalnych powiązanych miRNA, genów i leków. leków. Ponadto stworzyliśmy bazę danych o nazwie Pharmaco-miR Verified Sets (VerSe), która zawiera dane farmakogenomiczne miRNA ręcznie wyselekcjonowane z literatury. z literatury, które można przeszukiwać i pobierać za pośrednictwem Pharmaco-miR i które informują o trendach i ogólnikach opublikowanych w tej dziedzinie. Ogólnie rzecz biorąc, przedstawiamy przykłady w jaki sposób Pharmaco-miR dostarcza możliwych wyjaśnień dla wcześniej opublikowanych obserwacje, w tym sposób, w jaki oporność na cisplatynę i 5-fluorouracyl indukowana przez miR-148a może być spowodowana celowaniem miR-148a w gen KIT. Informacje są dostępne na stronie www.Pharmaco-miR.org. --- Farmakogenomika, toksykogenomika i analiza ekspresji małych RNA to trzy z najbardziej aktywnych tematów badawczych. najbardziej aktywnych tematów badawczych w dziedzinach biologicznych, biomedycznych, farmaceutycznych i toksykologicznych, i toksykologicznych. Wszystkie te badania opierają się na analizie ekspresji genów. ekspresji genów, która wymaga genów referencyjnych w celu zmniejszenia różnic wynikających z różnych ilości materiałów wyjściowych i różnych wydajności ekstrakcji RNA i syntezy cDNA. i syntezy cDNA. Zatem dokładna normalizacja do jednego lub kilku konstytutywnie wyrażonych genów referencyjnych jest warunkiem wstępnym prawidłowych badań ekspresji genów. badań ekspresji genów. Chociaż wybór wiarygodnych genów referencyjnych został przeprowadzono w poprzednich badaniach na kilku zwierzętach i roślinach, żadne badania nie były koncentrowały się na celach farmakologicznych, a bardzo niewiele badań miało kontekst toksykologiczny. kontekst toksykologiczny. Co ciekawsze, nie przeprowadzono żadnych badań w celu zidentyfikować geny referencyjne do analizy małych RNA, chociaż małe RNA, w szczególności microRNA (miRNA) są obecnie jednym z najszybciej rozwijających się tematów. W tym badaniu, wykorzystując komórki raka piersi MCF-7 jako model, zastosowaliśmy ilościową PCR w czasie rzeczywistym (qRT-PCR), jedną z najbardziej niezawodnych metod analizy ekspresji genów analizy ekspresji genów w wielu dziedzinach badań, aby ocenić i określić najbardziej wiarygodnych genów referencyjnych dla badań farmakogenomicznych i toksykogenomicznych, jak również a także do analizy ekspresji małych RNA. Przetestowaliśmy transkrypcyjną transkrypcyjnej pięciu genów kodujących białka, jak również pięciu genów niekodujących w komórkach MCF-7 traktowanych pięcioma różnymi farmaceutykami lub substancjami toksycznymi [paklitaksel (PTX), gossypol (GOS), jasmonian metylu (JAS), L-nikotyna (NIC) i melamina (mela)] i przeanalizował stabilność wybranych genów referencyjnych za pomocą czterech różnych metod różne metody: geNorm, NormFinder, BestKeeper i porównawczą metodę ΔCt . Zgodnie z naszą analizą, gen kodujący białko, hTBCA i cztery geny niekodujące, hTBCA i cztery geny niekodujące, hTBCA. niekodujące geny, hRNU44, hRNU48, hU6 i hRNU47, wydają się być najbardziej najbardziej wiarygodnymi genami referencyjnymi dla pięciu zabiegów chemicznych. Podobne wyniki uzyskano uzyskano również w testach dawka-odpowiedź i przebieg czasowy z gossypolem (GOS) leczenie. Nasze wyniki wykazały, że tradycyjnie stosowane geny referencyjne, takie jak 18s RNA, β-aktyna i GAPDH, nie są wiarygodnymi genami referencyjnymi dla farmakogenomiki i toksykogenomiki. W przeciwieństwie do tego, hTBCA i małe RNA są bardziej stabilne podczas leczenia farmakologicznego i są lepszymi genami referencyjnymi dla farmakogenomiki i toksykogenomiki. Aby szeroko stosować te geny jako geny referencyjne, wyniki te powinny zostać potwierdzone w badaniach z innymi ludzkimi liniami komórkowymi oraz dodatkowymi klasami leków i terapiami hormonalnymi. --- CELE: Polimorfizmy genów zaangażowanych w procesy farmakokinetyczne i farmakodynamiczne leżą u podstaw rozbieżnych odpowiedzi na leki u poszczególnych osób. farmakokinetyczne i farmakodynamiczne leżą u podstaw rozbieżnych odpowiedzi na leki u poszczególnych osób. Pomimo pewnych sukcesów w identyfikacji tych polimorfizmów, podejście oparte na genach kandydujących cierpi z powodu niewystarczającego pokrycia genów, podczas gdy podejście asocjacyjne obejmujące cały genom jest ograniczone przez mniej niż idealne pokrycie SNP w niektórych ważnych genach. Aby zwiększyć potencjał podejścia opartego na genach kandydujących, naszym celem jest określenie kompleksowej sieci genów reagujących na leki do dogłębnych badań genetycznych. MATERIAŁY I METODY: Geny ważne z farmakologicznego punktu widzenia zostały wyodrębnione z różnych źródeł, w tym literatury i zasobów internetowych. Geny te, wraz z ich homologami i regulatorowymi miRNA, zostały uporządkowane w oparciu o ich funkcje farmakologiczne i ważone według dowodów literaturowych i poziomów ufności poziomów ufności. Ich zasięg został oceniony poprzez analizę trzech komercyjnych chipów SNP powszechnie stosowanych w badaniach asocjacyjnych obejmujących cały genom: Affymetrix SNP array 6.0, Illumina HumanHap1M i Illumina Omni. WYNIKI: Skonstruowano panel genów reagujących na leki, który zawiera 923 geny geny farmakokinetyczne, 703 geny farmakodynamiczne i 720 miRNA. Istnieje tylko 16,7% tych genów, których wszystkie znane SNP mogą być bezpośrednio lub pośrednio (r(2) > 0,8) wychwycone przez chipy SNP z pokryciem ponad 80%. Jest to możliwe ponieważ te chipy SNP mają szczególnie słabą wydajność w stosunku do rzadkich SNP i genów miRNA genów. WNIOSEK: Stworzyliśmy panel genów kandydujących, które mogą być ważne z farmakologicznego punktu widzenia. Korzystając z tej bazy wiedzy, jesteśmy w stanie systematycznie oceniać geny i ich warianty, które regulują indywidualną odpowiedź na daną terapię farmaceutyczną. Takie podejście może służyć jako jako niezbędne uzupełnienie powiązań obejmujących cały genom. --- TŁO: Funkcja mikroRNA (miRNA) zależy od wiązania miRNA z ich sekwencjami docelowymi w 3'UTR RNA (mRNA). do ich sekwencji docelowych w 3'UTR informacyjnego RNA (mRNA), co zwiększa degradację mRNA i w konsekwencji hamuje ich ekspresję. Pojedynczy polimorfizmy nukleotydowe (SNP) w sekwencjach docelowych miRNA mogą wpływać lub osłabiać wiązanie miRNA. Badania wykazały, że SNP w miejscach docelowych miRNA (miR-TS-SNP) mają ogromny wpływ na różne funkcje biologiczne, w tym farmakogenomikę i podatność na choroby u ludzi. METODY: Analiza topnienia o wysokiej rozdzielczości (HRM) została zastosowana do zbadania częstotliwości alleli 3 miR-TS-SNP (PLA2G2A, IL-16 i NOD2) w ostrej białaczce. białaczce. Porównaliśmy również genotypy pacjentów z ostrą białaczką limfoblastyczną pacjentów z początkową diagnozą i całkowitą remisją. WYNIKI: Analiza HRM ujawniła 3 genotypy (zarówno homozygotyczne, jak i heterozygotyczne) w 3 miR-TS-SNP. Częstości alleli wszystkich 3 miR-TS-SNP były podobne u osób osób zdrowych i pacjentów z ostrą białaczką szpikową. Większość pacjentów z ostrą białaczką limfoblastyczną miała te same genotypy przy początkowej diagnozie i całkowitej remisji. i całkowitej remisji. WNIOSKI: Skanowanie na dużą skalę badań kliniczno-kontrolnych pod kątem miR-TS-SNP może przyczynić się do zbadania ich roli i mechanizmów patogenezy w chorobach chorobach człowieka. Nasze badanie wykazało, że analiza HRM może być skutecznym narzędziem do badań miR-TS-SNPs. --- Elementy regulacyjne odgrywają ważną rolę w zmienności indywidualnych odpowiedzi na leczenie odpowiedzi na leczenie farmakologiczne. Zostało to ustalone na podstawie badań nad trzema klas elementów, które regulują obfitość RNA i białek: promotorów, wzmacniacze i mikroRNA. Każdy z tych elementów i ich warianty genetyczne są charakteryzowane w ekspresowym tempie. są charakteryzowane w tempie wykładniczym przez technologie sekwencjonowania nowej generacji (NGS). technologie sekwencjonowania nowej generacji (NGS). W tym przeglądzie przedstawiamy przykłady tego, w jaki sposób każda klasa elementów klasa elementów wpływa na odpowiedź na lek poprzez regulację celów leków, transporterów i enzymów. Omawiamy również wpływ technologii NGS, takich jak sekwencjonowanie immunoprecypitacji chromatyny (ChIP-Seq) i sekwencjonowanie RNA (RNA-Seq), a także konsekwencje nowych technik, takich jak wysokoprzepustowe wychwytywanie chromosomów (Hi-C), analiza interakcji chromatynowych przez sekwencjonowanie z parą znaczników (ChIA-PET) i masowo równoległe testy reporterowe (MPRA). METODY NGS generują dane szybciej niż można je przeanalizować, a nowe metody będą wymagały będą wymagane do ustalenia priorytetów wyników laboratoryjnych, zanim będą one gotowe do zastosowania w klinice. kliniki. Nie ma jednak wątpliwości, że podejścia te doprowadzą do zrozumienie na poziomie systemowym interakcji między wariantami genetycznymi a odpowiedzią na lek. odpowiedzią na lek. Zrozumienie znaczenia wariantów regulacyjnych w farmakogenomice w farmakogenomice ułatwi identyfikację osób reagujących i niereagujących na lek niereagujących, zapobieganie działaniom niepożądanym i optymalizację terapii dla poszczególnych pacjentów. terapii dla poszczególnych pacjentów. --- Postępy w zrozumieniu biologii komórek nowotworowych i odpowiedzi na leczenie farmakologiczne na leczenie przyniosły korzyści dzięki nowym technologiom molekularnym i metodom integracji informacji z wielu źródeł. NCI-60, panel 60 zróżnicowanych linii komórkowych ludzkich linii komórkowych raka, został wykorzystany przez National Cancer Institute do badań przesiewowych >100 000 związków chemicznych i ekstraktów produktów naturalnych pod kątem aktywności przeciwnowotworowej. aktywności przeciwnowotworowej. NCI-60 został również sprofilowany pod kątem ekspresji mRNA i białka, status mutacyjny, aberracje chromosomalne i liczbę kopii DNA, generując niezrównany publiczny zasób do zintegrowanych badań chemogenomicznych. Ostatnio, wykazano, że mikroRNA celują w określone zestawy mRNA, zapobiegając w ten sposób translacji lub przyspieszając obrót mRNA. Aby uzupełnić istniejące zestawy danych NCI-60 NCI-60, zmierzyliśmy poziomy ekspresji mikroRNA w NCI-60 i włączyliśmy uzyskane dane do i włączyliśmy uzyskane dane do pakietu programu CellMiner w celu analizy integracyjnej. Grupy linii komórkowych oparte na ekspresji mikroRNA były ogólnie zgodne z typem tkanki i grupowaniem linii komórkowych na podstawie ekspresji mRNA. Jednak ekspresja mRNA wydawała się być nieco bardziej informatywna dla rozróżnienia typów tkanek niż ekspresja mikroRNA. Ponadto, stwierdziliśmy, że nie wydaje się, aby istniała znacząca korelacja między wzorcami ekspresji mikroRNA a znanymi transkryptami docelowymi. Porównanie wzorców ekspresji mikroRNA i wzorców siły działania związków wykazało znaczące korelacje, co sugeruje, że mikroRNA mogą odgrywać rolę w chemiooporności. W połączeniu z ekspresją genów i innymi danymi biologicznymi przy użyciu wielowymiarowej analizy analizy, profile ekspresji mikroRNA mogą stanowić krytyczne ogniwo dla zrozumienie mechanizmów związanych z chemiowrażliwością i chemioopornością. --- CEL: Celem farmakogenomiki jest identyfikacja indywidualnych różnic w składzie genomu i transkryptomu oraz ich wpływu na skuteczność leków. genomie i transkryptomie oraz ich wpływu na skuteczność leków. MikroRNA (miRNA) to krótkie niekodujące RNA, które negatywnie regulują ekspresję większości genów zwierzęcych, w tym wielu genów zaangażowanych w skuteczność leków. W związku z tym różnice w ekspresji miRNA między osobnikami mogą być ważnym czynnikiem ważnym czynnikiem przyczyniającym się do zróżnicowanej odpowiedzi na leki. Farmakogenomika geny można podzielić na geny docelowe leków określane jako geny farmakodynamiki (PD) oraz geny zaangażowane w transport i metabolizm leków określane jako geny farmakokinetyki (PK). Aby wyjaśnić potencjał regulacyjny miRNA w farmakogenomice, zbadaliśmy potencjalną regulację przez miRNA genów PK i PD. METODY: Zidentyfikowaliśmy geny PK i PD zgodnie z adnotacjami w bazie wiedzy Pharmacogenomics Knowledge Base i zbadaliśmy celowanie miRNA w geny w tych dwóch grupach według zgodnie z kilkoma bazami danych przewidywania celów miRNA. Ponadto zbadaliśmy, w jaki sposób różnice między tymi dwiema grupami znajdują odzwierciedlenie w strukturze genów i między rodzinami genów. Na koniec zbadaliśmy zmiany w poziomach ekspresji genów PK w stosunku do genów PD w komórkach pozbawionych miRNA poprzez nokaut za pośrednictwem shRNA enzymu przetwarzającego miRNA enzymu przetwarzającego miRNA Dicer. WYNIKI: Nasza analiza wykazała uderzającą różnicę w poziomie regulacji miRNA między genami PK i PD, przy czym te pierwsze mają mniej niż połowę przewidywanych miejsc wiązania miRNA w porównaniu z tymi drugimi. Co ważne, co ważne, odkrycie to znajduje odzwierciedlenie w wysoce znaczącej różnicy w przesunięciu poziomów ekspresji poziomach ekspresji genów PD i PK po usunięciu miRNA. WNIOSEK: Nasze badanie podkreśla wewnętrzną różnicę między genami PK i PD i pomaga wyjaśnić rolę miRNA w farmakogenomice. --- MikroRNA (miRNA) to krótkie niekodujące cząsteczki RNA odgrywające role regulacyjne poprzez hamowanie translacji lub rozszczepianie transkryptów RNA. Chociaż liczba zweryfikowanych ludzkich miRNA wciąż rośnie, tylko kilka z nich zostało funkcjonalnie funkcjonalnie opisanych. Jednak pojawiające się dowody sugerują potencjalny udział zmienionej regulacji miRNA w patogenezie nowotworów, a geny te są są uważane za funkcjonujące zarówno jako supresory nowotworów, jak i onkogeny. W naszym badaniu zbadaliśmy metodą Real-Time PCR ekspresję 156 dojrzałych miRNA w raku jelita grubego. raka jelita grubego. Analiza za pomocą kilku algorytmów bioinformatycznych guzów jelita grubego i sąsiadujących tkanek nienowotworowych od pacjentów i linii komórkowych raka jelita grubego pozwoliła na zidentyfikowanie grupy 13 miRNA, których ekspresja jest znacząco zmieniona w tym nowotworze. Najbardziej istotnie zderegulowanym miRNA jest miR-31, miR-96, miR-133b, miR-135b, miR-145 i miR-183. Ponadto poziom ekspresji miR-31 była skorelowana ze stopniem zaawansowania nowotworu CRC. Nasze wyniki sugerują że profil ekspresji miRNA może mieć znaczenie dla biologicznego i zachowanie kliniczne nowotworów jelita grubego. --- MikroRNA to niekodujące RNA, które mogą blokować translację mRNA i wpływać na stabilność mRNA. stabilność. Najnowsze dowody wskazują, że zmiany miRNA mogą wpływać na oporność na leki oporność, skuteczność i metabolizm leków, otwierając nowe możliwości badań farmakogenomicznych. badań. Zbadaliśmy powiązania między polimorfizmami zarówno w genomie regionach genomowych zawierających miRNA (pierwotne i prekursorowe miRNA) oraz w genach związanych z biogenezą miRNA z wynikami klinicznymi u pacjentów z przerzutowym rakiem jelita grubego (mCRC) leczonych 5-fluorouracylem i irinotekanem (CPT-11). U 61 pacjentów przeanalizowano 18 polimorfizmów pojedynczego nukleotydu (SNP). A istotny związek z odpowiedzią guza i czasem do progresji (TTP) stwierdzono dla SNP rs7372209 w pri-miR26a-1 (odpowiednio P=0,041 i P=0,017). Genotypy genotypy CC i CT były korzystne w porównaniu z genotypem wariantu TT. Ponadto SNP rs1834306, zlokalizowany w genie pri-miR-100, znacząco korelował z dłuższym TTP (P=0,04). W szlaku biogenezy miRNA zidentyfikowano trend między SNP rs11077 w genie eksportyny-5 a wskaźnikiem kontroli choroby (P=0,076). a wskaźnikiem kontroli choroby (P=0,076). Niniejsze badanie jest pierwszym, które sugeruje związek między wynikiem leczenia a SNP w mechanizmie biogenezy miRNA, zarówno w pierwotnym i prekursorowych miRNA. Nasze wyniki sugerują, że warianty polimorficzne miRNA mogą być być użytecznymi predyktorami wyników klinicznych u pacjentów z mCRC leczonych 5-fluorouracylem i kombinacją CPT-11.
Czy mikroRNA mają wpływ na farmakogenomikę?
Tak. MikroRNA są powiązane z farmakogenomiką.