Số điện thoại: 024 6683 9670
Đăng ký
Đăng nhập
![[Vietnamese]](/html/style/images/lang-vie.jpg){kind=small}
![[English]](/html/style/images/lang-eng.jpg){kind=small}
MicroRNA tuần hoàn đã được chứng minh là dấu chứng sinh học quan trọng cho nhiều bệnh như tiểu đường type II (Guay & Regazzi, 2013), Parkinson, cao huyết áp, loãng xương, ung thư (Kumar, Vijayan, Bhatti, & Reddy, 2017). Rất nhiều nghiên cứu đã tìm thấy sự biểu hiện bất thường của miRNA tuần hoàn ở người bệnh THK so với người bình thường.
MicroRNA là một nhóm RNA có kích thước từ 20 đến 25 nucleotide, có chức năng điều hòa biểu hiện gen bằng cách gắn đặc hiệu với một trình tự trên mRNA đích (Bartel, 2004). Sự biểu hiện bất thường của các miRNA trong bệnh THK đã được chứng minh trong nhiều nghiên cứu (Díaz-Prado et al., 2012; Le et al., 2016; Nakamura, Inloes, Katagiri, & Kobayashi, 2011). MicroRNA tuần hoàn là các miRNA được phát hiện trong các dịch ngoại bào của cơ thể như máu ngoại vi (huyết tương, huyết thanh), dịch hoạt khớp, nước tiểu hoặc nước bọt. MicroRNA tuần hoàn có thể là sản phẩm phụ của tế bào hoặc là phân tử trung gian trong con đường truyền tín phản ánh tình trạng bệnh lý của tế bào (Turchinovich, Samatov, Tonevitsky, & Burwinkel, 2013). MicroRNA tuần hoàn là phân tử tiềm năng trong chẩn đoán bệnh và điều trị bệnh do phân tử này rất bền khi lưu thông trong máu, thời gian bán rã dài (khoảng 05 ngày trong huyết thanh) (Gantier et al., 2011), không bị phân hủy bởi Rnase, có thể duy trì ổn định ở nhiệt độ phòng và trong các điều kiện bất lợi của việc giải đông nhiều lần (Chen et al., 2008; Mitchell et al., 2008), đặc biệt là việc lấy mẫu không gây xâm lấn ở bệnh nhân. MicroRNA tuần hoàn đã được chứng minh là dấu chứng sinh học quan trọng cho nhiều bệnh như tiểu đường type II (Guay & Regazzi, 2013), Parkinson, cao huyết áp, loãng xương, ung thư (Kumar, Vijayan, Bhatti, & Reddy, 2017).
Rất nhiều nghiên cứu đã tìm thấy sự biểu hiện bất thường của miRNA tuần hoàn ở người bệnh THK so với người bình thường. Các miRNA biểu hiện quá mức trong huyết tương của bệnh nhân THK bao gồm miR-16, miR-20b, miR-19c, miR-30b, miR-93, miR-126, miR-184, miR-186, miR-195, miR-345 và miR-885-5p (Cuadra, González-Huerta, Romero-Cordoba, Hidalgo-Miranda, & Miranda-Duarte, 2014), miR-146a, miRNA-19b-3p, miR-122-5p và miR-486-5p. MicroRNA giảm biểu hiện ở huyết thanh bệnh nhân THK là miR-132, miR-33b-3p, miR-140-3p và miR-671-3p (Ntoumou et al., 2017), miRNA-19b-3p, miR-122-5p và miR-486-5p tăng trong huyết thanh mẫu THK (Kong, Gao, Si, & Zhao, 2017). Các nghiên cứu sau này tiếp tục tìm ra các miRNA khác có biểu hiện bất thường giữa người bệnh THK và người bình thường (Ali et al., 2020; Feng et al., 2020; Rousseau et al., 2020; Xie et al., 2019).
Tại Việt Nam, chúng tôi đã xác định miR-146b-5p tăng trong THK và là phân tử tiềm năng hỗ trợ trong chẩn đoán THK trong tương lai. Tuy nhiên, trước khi tiến hành xây dựng quy trình chẩn đoán sử dụng trong lâm sàn, việc xác định chức năng của miR-146b-5p trong tế bào khớp cung cấp thông tin làm nền tảng để khẳng định tiềm năng của miR-146b-5p như công cụ chẩn đoán bệnh.
Chức năng của miRNA được thực hiện thông qua sự tương tác giữa vị trí seed site trên miRNA và trình tự mục tiêu của nó trên vùng 3’UTR của mRNA. Có nhiều công cụ tin sinh học có thể dự đoán được các mRNA thông qua xác định sự tương tác này. Tuy nhiên, số liệu thu được từ sự tương tác này thường rất nhiều với nhiều trường hợp không chính xác khi kiểm chứng lại bằng thực nghiệm. Một trong những nguyên nhân là do một số mRNA chỉ được biểu hiện trong một loại tế bào cụ thể. Do vậy, trong nghiên cứu này chúng tôi thực hiện xác định chức năng của miRNA 146b-5p giới hạn trong tế bào khớp. Kết quả phân tích cho thấy miRNA-146b-5p có thể tương tác với một số con đường truyền tín hiệu quan trọng. Từ đó, có thể thấy sự biến đổi bất thường của miR-146b-5p có thể là nguyên nhân dẫn tới những thay đổi bất thường trong tế bào khớp và từ đó dẫn tới bệnh.
Vị trí của miRNA-146b-5p được xác định bằng cơ sở dữ liệu Gen của NCBI (n.d.), miRBase (n.d.).
Trình tự 3’UTR của các mRNA trong bộ gen được tải về từ cơ sở dữ liệu Ensembl Genome browser (n.d.). Các mRNA có vị trí gắn của mRNA 146b-5p được xác định bằng R-Studio.
Dự đoán chức năng của miRNA-146b-5p bằng David Bioinformatics Resources (n.d.) và Panther (n.d.).
3.1.1. Vị trí di truyền của miR-146b-5p
Thực hiện xác định vị trí của miR-146 trên bộ gen người bằng cơ sở dữ liệu Gen của NCBI. Vị trí của miR-146b trên bộ gen người thể hiện trong Hình 1.
Hình 1: Vị trí của miR- 146b-5p trên bộ gen người
MicroRNA 146 nằm trên NST số 10, mã số NR_030169.1 tại vị trí 102,436,512 đến 102,436,584 có kích thước 73 nucleotide (Hình 1). MiR-146b không nằm trong vùng mã hoá của bất kỳ một gen này. Đây là một intergenic miRNA. Trình tự miR-146b-5p nằm từ vị trí 102,436,520 đến 102,436,542 có kích thước 23 nucleotide. Tương tự, miR-146b-3p nằm từ vị trí 102,436,557 đến 102,436,578 có kích thước 22 nucleotide.
Thực hiện xác định cấu trúc của tiền miRNA-146b và miR-146b-5p và 3p bằng cơ sở dữ liệu miRbase (miRbase.org). Kết quả được thể hiện trong Hình 2.
Hình 2: Cấu trúc và trình tự của MicroRNA 146b.
Tiền miRNA 146b có cấu trúc kẹp tóc dài 73 nucleotide với trình tự miRNA 146b-5p và 3p trưởng thành nằm trên vùng thân của kẹp tóc của tiền miRNA-146b. MiRNA 146b thuộc họ với miR-146a. Về trình tự, miRNA-146a-5p và miRNA-146b-5p gần như tương đồng với nhau, chỉ khác 02 nucleotides. Ngược lại, miR-146a-3p và miR-146b-3p có trình tự khá khác nhau và chỉ tương đồng 08 nucleotides. Tuy nhiên, do những nucleotide khác nhau của họ miR-146 phần lớn thuộc vùng gắn của miRNA lên vùng 3’ UTR (3’ untranslation region) của mRNA, những thành viên của họ miR-146 không có chức năng tương đồng.
3.1.2. Vị trí seed site của miR-146b-5p
MicroRNA thực hiện chức năng của chúng thông qua gắn trực tiếp lên trên vùng 3’UTR của mRNA bằng trình tự seed site của chính nó. Có 04 loại seed sites bao gồm 8mer, 7mer-A1, 7mer-m8 và 6mer. Hiệu quả ức chế của miRNA lên phân tử mRNA có hiệu quả theo thứ tự giảm dần của 8mer > 7mer-A1, 7mer-m8 > 6mer. Chúng ta thực hiện xác định các seed site của miR-146b-5p. Kết quả thể hiện như Hình 3.
Hình3: Sự bắt cặp của miRNA-146b-5p với mRNA thông qua các seed sites. MiRNA146b-5p gắn vào mRNA từ vị trí nucleotide 01-08 của miRNA. Các vị trí bắt cặp được thể hiện bằng các vạch thẳng
Các vị trí seed sites của miR-146b-5p gồm có 8mer (AGTTCTCA), 7mer-A1 (GTTCTCA), 7mer -A8 (AGTTCTC), 6mer (GTTCTC).
3.1.3. Dự đoán chức năng của miR-146b-5p trong tế bào khớp
MicroRNA thuỷ phân mRNA. Do vậy, chức năng của miRNA phụ thuộc vào mức độ biểu hiện của mRNA trong một loại tế bào cụ thể. Chúng tôi đã có cơ sở dữ liệu về mức độ biểu hiện của các gen trong tế bào khớp (chondrocyte) thông qua giải trình tự thế hệ mới (next genration sequencing). Tiếp theo, tiến hành dự đoán chức năng của miR-146b-5p trong tế bào khớp thông qua kết hợp giữa phân tích xác định các vị trí seed site của miR-146b-5p trên mRNA với kết quả giải trình tự thế hệ mới các gen được biểu hiện trong tế bào khớp.
Kết quả phân tích (Phụ lục, Bảng 1) cho thấy có 328 gen là đích tiềm năng của miR-146b-5p trong tế bào khớp. Những gen này có mức biểu hiện tốt (từ trung bình đến cao) và có vị trí gắn của miR-146b-5p trong vùng 3’UTR.
Tiếp tục thực hiện phân tích chức năng của 328 gen tiềm năng ở trên bằng phần mềm David Bioinformatics Resources, một số chức năng quan trọng của miR-146b-5p trong các con đường truyền tín hiệu quan trọng trong tế bào khớp được tổng hợp trong Bảng 1.
|
STT |
Gens |
Tên gen |
|
Wnt signalling pathway |
||
|
1 |
FZD1 |
Frizzled-1 |
|
2 |
PPP2R5C |
Serine/threonine-protein phosphatase 2A 56 kDa regulatory subunit gamma isoform |
|
3 |
FZD3 |
Frizzled-3 |
|
4 |
BMPR1A |
Bone morphogentic protein receptor type-1A |
|
5 |
FZD9 |
Frizzled-9 |
|
6 |
PRKCE |
Protein kinase C epsilon type |
|
7 |
HDAC8 |
Histone deacetylase 8 |
|
8 |
SIAH2 |
E3 ubiquitin-protein ligase SIAH2 |
|
Notch signalling pathway |
||
|
1 |
LFNG |
Beta-1,3-N-acetylglucosaminyltransferase lunatic fringe |
|
2 |
JAG1 |
Protein jagged-1 |
|
3 |
NUMB |
Protein numb homolog |
|
Toll receptor signalling pathway |
||
|
1 |
TRAF6 |
TNF receptor-associated factor 6 |
|
2 |
IRAK1 |
Interleukin-1 receptor-associated kinase 1 |
|
P38 MAPK signaling pathway |
||
|
1 |
RAC1 |
Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 |
|
2 |
TRAF6 |
TNF receptor-associated factor 6 |
|
Adhesion signalling |
||
|
1 |
LPP |
Lipoma-preferred partner |
|
2 |
CCN4 |
CCN family member 4 |
|
3 |
TLN |
Talin-2 |
|
3 |
NPTN |
Neuroplastin |
|
Apoptosis pathway |
||
|
1 |
CASP7 |
Caspase-7 |
|
2 |
PRKCE |
Protein kinase C epsilon type |
|
Cadherin signalling pathway |
||
|
1 |
FZD1 |
Frizzled-1 |
|
2 |
PTPN1 |
Tyrosine-protein phosphatase non-receptor type 1 |
|
3 |
FZD3 |
Frizzled-3 |
|
4 |
FZD9 |
Frizzled-9 |
|
5 |
YES1 |
Tyrosine-protein kinase Yes |
|
Intergin signalling |
||
|
1 |
CRK |
Adapter molecule crk |
|
2 |
FLNA |
Filamin-A |
|
3 |
RAC1 |
Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 |
|
Anti apoptosis pathway |
||
|
1 |
PRAMEF1 |
Family member 1(PRAMEF1) |
|
2 |
STIL |
SCL/TAL1 interrupting locus |
|
3 |
SIN3A |
SIN3 transcription regulator family member A |
|
4 |
SIX4 |
SIX homeobox 4 |
|
5 |
TAF9B |
TATA-box binding protein associated factor 9b |
|
6 |
TRAF6 |
TNF receptor associated factor 6 |
|
7 |
ANKLE2 |
Ankyrin repeat and LEM domain containing 2 |
|
8 |
FLNA |
Filamin A |
|
9 |
HIPK3 |
Homeodomain interacting protein kinase 3 |
|
10 |
IFIT3 |
Interferon induced protein with tetratricopeptide repeats 3 |
|
11 |
IRAK1 |
Interleukin 1 receptor associated kinase 1 |
|
12 |
ITCH |
Itchy E3 ubiquitin protein ligase |
|
13 |
MED1 |
Mediator complex subunit 1 |
|
14 |
PRKAA2 |
Protein kinase AMP-activated catalytic subunit alpha 2 |
|
15 |
RARB |
Retinoic acid receptor beta |
|
16 |
SIAH2 |
Siah E3 ubiquitin protein ligase 2 |
|
17 |
USP47 |
Ubiquitin specific peptidase 47 |
Nguồn: Kết quả xử lý dữ liệu của nhóm tác giả
MicroRNA 146b-5p có thể tác động lên một số con đường truyền tín hiệu quan trọng trong tế bào khớp như Wnt signalling pathway (08 gen), Notch signalling pathway (03 gen), Toll like receptor sigalling pathway (02 gen), P38 MAPK signaling pathway (02 gen), Adhesion signalling (03 gen), Apoptosis pathway (02 gen), Cadherin signalling pathway (05 gen), Intergin signalling (03 gen), Anti apoptosis pathway(17 gen).
MicroRNAs lưu thông trong máu là một phân tử quan trọng, có thể sử dụng làm chỉ thị phân tử giúp phát hiện nhiều bệnh ở người do đã được chứng minh có sự liên quan mật thiết đến tình trạng bệnh lý của bệnh nhân. Chúng tôi tìm thấy miR-146b-5p tăng trong huyết thanh của bệnh nhân THK ở Việt Nam.
MicroRNA 146b đã được chứng minh tăng biểu hiện trong tế bào chondrocyte trong bệnh THK (Budd, De Andrés, Sanchez-Elsner, & Oreffo, 2017). Tuy nhiên, tiềm năng sử dụng miRNA này như một công cụ hỗ trợ chẩn đoán vẫn chưa được xác định. Việc xác định chức năng của miR-146b-5p trong THK Việt Nam là một tiền đề để xây dựng phương pháp phát hiện sớm khi bệnh còn ở giai đoạn đầu, chưa có các biểu hiện lâm sàng. Tuy nhiên, hiện chức năng của miR-146b-5p trong tế bào khớp vẫn chưa được xác định. Trong nghiên cứu này, kết hợp giữa phương pháp dự đoán bằng công cụ tin sinh học và kết quả giải trình tự thế hệ mới về các mRNA biểu hiện trong tế bào khớp cho thấy, miRNA-146b-5p có thể tác động trực tiếp lên các con đường truyền tín hiệu quan trọng của tế bào khớp như Wnt, Notch, Toll like receptor, P38 MAPK signaling pathway, Adhesion, Apoptosis, Cadherin, Integrin, Anti apoptosis signalling pathway. Sự bất hoạt của các con đường truyền tín hiệu này sẽ dấn đến các rối loại cho tế bào khớp và cuối cùng có thể dẫn đến THK.
Việc kết hợp giữa sử dụng kết quả giải trình tự và phân tích tin sinh học giúp dự đoán chức năng của miR-146b-5p chính xác cho tế bào khớp. Loại trừ được trường hợp các đích tiềm năng không có sự biểu hiện.
Ngoài chức năng miRNA-146b-5p trong tế bào khớp, chức năng của miR-146b-5p nói riêng và của miRNA tuần hoàn nói chung cần được xác định trong bức tranh tổng thể khi được vận chuyển trong các bóng màng để di chuyển trong máu và tới truyền thông tin cho các tế bào nhận. Việc xác định chức năng tổng thể này có thể được dự đoán thông qua sử dụng các công cụ tin sinh học xác định tất cả các mRNA trong tế bào có thể là đích tiềm năng của miRNA.
MicroRNA-146b-5p có thể tác động trực tiếp lên các con đường truyền tín hiệu quan trong của tế bào khớp như Wnt, Notch, Toll like, P38 MAPK signaling pathway, Adhesion, Apoptosis, Cadherin, Intergin, Anti apoptosis signalling pathway. Các kết quả đc tiên đoán bằng in silico này cần đc khẳng định bằng thực nghiệm trong thời gian tới.
Lê Huyền Ái Thúy, Lê Thị Trúc Linh
Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
Tin bài khác
![[VIDEO] Hội thảo “Chất lượng nước – Những kỹ thuật mới nhất trong đảm bảo và kiểm soát chất lượng”](/resize/363/thu-vien-anh/hoi-thao-chat-luong-nuoc-vinalab-jaima-2024-12x363x4.jpg)
