دور MicroRNAs في تراجع البروتين وتجمع البروتين

الرجاء التواصلoscar.xiao@wecistanche.comللمزيد من المعلومات

الملخص:يمكن تعريف الشيخوخة على أنها التدهور التدريجي للوظائف الخلوية والأنسجة والعضوية بمرور الوقت. تعد التعديلات في استتباب البروتين ، والمعروفة أيضًا باسم البروتيوستاسيس ، سمة مميزة للشيخوخة التي تؤدي إلى اختلال التوازن البروتيني وتراكم البروتين ، وهي ظاهرة تحدث أيضًا في الأمراض المرتبطة بالعمر. من بين المنظمات المختلفة للبروتينات ، تم الإبلاغ عن أن الرنا الميكروي (miRNAs) تلعب أدوارًا مهمة في التحكم بعد النسخ في الجينات المشاركة في الحفاظ على الانصمام البروتيني خلال فترة الحياة في العديد من أنسجة الكائن الحي. في هذه المراجعة ، قمنا بدمج التقارير التي تم نشرها مؤخرًا والتي توضح كيف تنظم الجزيئات المجهرية العمليات الأساسية المرتبطة بالبروتينات ذات الصلة بشيخوخة الأنسجة ، مع التركيز على الأنسجة الأكثر دراسة ، وأنسجة المخ ، والعضلات الهيكلية. نستكشف أيضًا منظورًا ناشئًا حول دور الشبكات التنظيمية لـ miRNA في تجميع البروتين المرتبط بالعمر ، وهي سمة مميزة معروفة للشيخوخة والأمراض المرتبطة بالعمر ، لتوضيح المرشحين المحتملين لـ miRNA للأهداف التشخيصية والعلاجية لمكافحة الشيخوخة.

الرجاء الضغط هنا لمعرفة المزيد

الكلمات الدالة:ميرنا. شيخوخة أنسجة الثدييات. تراكم البروتين المرتبط بالعمر ؛ شبكة بروتين

1 المقدمة

بحلول عام 2050،22 سيكون من سكان العالم أكثر من 60 عامًا ، مما سيؤدي إلى زيادة الإصابة بالأمراض المرتبطة بالعمر ويؤثر على طول العمر ورفاهية كبار السن [1]. تعتبر التعديلات في البروتيوستاس من سمات الأمراض التنكسية العصبية المرتبطة بالعمر مثل مرض الزهايمر وباركنسون ، وكذلك الشيخوخة الطبيعية [2-4]. يتكون تدهور البروتينات من اختلالات تدريجية في تخليق البروتين وعمليات الطي والتحلل بمرور الوقت مما يؤدي إلى زيادة اختلال البروتين والإجهاد السام للبروتين الذي يؤدي في النهاية إلى تقليل طول عمر الكائن الحي [2 ، 5-8].

يمكن للسيستانش مكافحة الشيخوخة

ينتج عن إنتاج البروتينات غير المطوية تراكم البروتين وتفعيل مسارات استجابة الإجهاد المرتبطة بالبروتينات ، والتي تُعرف مجتمعة باسم شبكة الانصمام البروتيني (PN) وتتضمن استجابة الصدمة الحرارية (HSR) ، واستجابة البروتين غير المطوية في الشبكة الإندوبلازمية ( ER) (UPREN) وفي الميتوكوندريا (UPRmt) ، ونظام يوبيكويتين-بروتوزوم (UPS) ، ومسار الالتهام الليزوزومي (ALP). يعد تنشيط PN ضروريًا لإعادة طوي و / أو تحلل تكتلات البروتين ، مما يقلل من مستويات التوتر ويمنع موت الخلايا [9-12]. تمت دراسة تراكم البروتين أثناء الشيخوخة الطبيعية أيضًا في العديد من النماذج العضوية ، وبالتحديد في الكلى والبنكرياس لدى Rattus norvegicus [13،14] ، وفي القلب ونخاع العظام وطحال Mus musculus [15،16] ، وفي القشرة البشرية [17 ، 18]. ومع ذلك ، لا تزال الآليات الكامنة وراء هذه الظاهرة غير واضحة حتى الآن.

MicroRNAs (miRNAs) هي فئة صغيرة غير مشفرة من الحمض النووي الريبي من 21 إلى 23 نيوكليوتيدات في الطول تنظم التعبير الجيني بعد النسخ عن طريق استهداف ومنع ترجمة رنا رسول معين (مرنا). فهي تنظم عددًا كبيرًا من العمليات الخلوية ، مثل نمو الخلايا وتمايزها ، وتطور الكائن الحي ، والوظائف الفسيولوجية ، واستتباب الخلايا [19-21]. في الواقع ، تنظم جزيئات miRNA التي يبلغ عددها 2500 والتي تم الإبلاغ عنها في البشر ما يقرب من 60 بالمائة من جينات ترميز البروتين ، بينما تنظم كل ميرنا ، في المتوسط ​​، 200 جين مستهدف من خلال مواقع مستهدفة تكميلية [22]. على مدار العقد الماضي ، تبين أن تجارب التعبير الميرنا الزائد و / أو تجارب الضربة القاضية تغير بشكل مباشر العمر الافتراضي في C.elegans و D.melanogaster و M.musculus [23-26]. والجدير بالذكر أن الدراسات التي أجريت على المعمرين قدمت مزيدًا من المعرفة حول مدى ديناميكية ملامح ميرنا البشرية طوال فترة الشيخوخة [٢٧ ، ٢٨] على سبيل المثال ، لوحظ زيادة التولد الحيوي للميرنا في المعمرين مقارنة مع الثمانين من العمر [29]. أظهرت المزيد من الدراسات الحديثة أن الجزيئات الدقيقة تنظم العمليات المرتبطة بالعمر ، وبعض الأدلة تربط الجزيئات الجزيئية بتراكم البروتين في أنسجة الثدييات ، وبالتحديد في الدماغ والعضلات الهيكلية [30 ، 31].

ومع ذلك ، يمكن أن يكون تعبير ميرنا خاصًا بالأنسجة أو خاصًا بالخلية ، وفي الوقت نفسه ، يمكن أن تكون الجزيئات الجزيئية غير ذاتية الخلية ، وتعمل كوسيطات عبر الأنسجة المختلفة [32]. قد تختلف التغييرات المرتبطة بالعمر التي تؤثر على عائلات ميرنا معينة بناءً على نوع الخلية والأنسجة ، مما يجعل هذه التحليلات صعبة بسبب التعقيد والترابط بين شبكات ميرنا في كائن حي واحد [19،26]. بالإضافة إلى ذلك ، تمت الإشارة مؤخرًا إلى الجزيئات المجهرية المتداولة (c-miRNAs) والمكوكات الخاصة بها (أي الحويصلات خارج الخلية) كعلامات للشيخوخة الفسيولوجية الصحية ، باستخدام miR -19 -3 p و miR -19 تم اكتشاف زيادة -3 p في الأفراد المسنين ولكنها انخفضت في المعمرين الأصحاء ، وبالتالي إضافة طبقة أخرى من التعقيد إلى الشبكة التنظيمية ميرنا [27،28]. لهذا السبب ، قدمت الدراسات السابقة مجموعة من الجزيئات المجهرية المرتبطة بسمات شيخوخة محددة في كائنات نموذجية مختلفة لتوفير تمثيل أفضل للـ miRNAs المرتبطة بالشيخوخة عبر العديد من الأنسجة [33]. تركز هذه المراجعة على التقارير المنشورة مؤخرًا حول تنظيم ميرنا للأهداف الجينية المشاركة في العمليات المرتبطة بالبروتينات ذات الصلة بشيخوخة الأنسجة ، مع التركيز بشكل خاص على شيخوخة أنسجة الثدييات.

2. التكوّن الحيوي والربط المستهدف للـ miRNAs

يقوم RNA polymerase II بنسخ miRNAs ، مما ينتج نسخًا أولية من miRNA (السابقة miRNAs) التي تتم معالجتها بعد ذلك بواسطة Drosha / DGC8 ، وهو مجمع معالج إنزيم RNase III ، لإنتاج ~ 70-100 نيوكليوتيد (nt) سلائف حلقة جذعية miRNAs (قبل - ميرناس) [21 ، 34]. يتم تصدير هذه الـ pre-miRNAs من النواة إلى السيتوبلازم عبر Exportin -5 ، وهو بروتين يعتمد على RanGTP ، مزدوج الشريطة مرتبط بالـ RNA ونقل نووي ، ثم يتم شقها بواسطة إنزيم RNase II Dicer ، مما ينتج عنه {{ 13}} مضاعفات ميرنا ناضجة مزدوجة الشريطة [35،36]. قد تنشأ ميرنا من الجانب الخامس من ما قبل. تسمى miRNA الشريط "5p" ، أو من 3'end ، والذي يُعرف باسم حبلا "3p" [37] في الماضي ، تم الإبلاغ عن أن عملية اختيار الخصلة تبدأ بأحد سلاسل miRNA المزدوجة المعروفة باسم miR أو خيط التوجيه ، الذي تم اختياره وتحميله في بروتين Argonaute لتشكيل مجمع الإسكات الناجم عن mRNA (miRISC) ، بينما تم طرد الخيط الآخر ، الذي يُشار إليه تقليديًا باسم حبلا الركاب أو miR ، من المركب وتدهور. ]. ومع ذلك ، في بعض الحالات ، يمكن اختيار أي من الخيطين وتحميلهما في بروتينات الأرجونوت لتنظيم التعبير الجيني ، كما هو الحال في miR -34 حيث miR -34 b -5 p و miR { {27}} b -3 p موجودة بتركيزات متساوية تقريبًا في البشر ، مما يسمح باستهداف mRNAs المميزة [37-39]. يشار إلى الظاهرة باسم "تبديل ذراع miRNA" ، حيث يمكن أن يعتمد الاختيار التفضيلي لأذرع 3 'أو 5'miRNA لاختيار الخيوط إما على نوع الأنسجة أو على مرحلة تطور الحياة ، في حين أن إلغاء تنظيم هذا عملية مرتبطة بالمرض [37-39] يمكن أن تستهدف miRISC جزيئات mRNA محددة عبر التكامل التسلسلي بين تسلسل البذور لخيط دليل miRNA المحمل (2-7 نيوكليوتيدات) وفي معظم الحالات ، المناطق الثلاث غير المترجمة (3 UTR) من mRNAs الهدف [32،34]. في بعض الحالات ، يمكن أن تخضع الأطراف الثلاثة للـ miRNAs للربط التكميلي التفضيلي للنماذج في مناطق 5'UTR من mRNAs المستهدفة [40 ، 41]. يمكن أن يؤدي تبديل الذراع إلى تراكم miRNAs الناضجة مع تسلسل البذور المتغير ، مما يغير بشكل كبير استهداف mRNAs [42] أثناء الشيخوخة ، هناك تحول عام في التعبير عن الذراعين 3 و 5 'الناضجة من miRNAs ، مع زيادة 5 "التعبير الناضج وانخفاض التعبير 3" بمرور الوقت ، خاصة بالنسبة لـ miR -6786 في عينات البلازما البشرية [42]. في الوقت نفسه ، تم التعرف على miR -4423 مع أقل معدل تعبير 5 بوصات ، أي في حليب الثدي والقلب والخصية والخلايا الجذعية وخلايا الدم ، مما يدل على أن الاختلافات المرتبطة بالعمر في 3 بوصات إلى 5 قد تكون نسب التعبير ميرنا الناضجة معتمدة على الأنسجة [42]

في عصر تسلسل الجيل التالي ، تبين أن موضعًا واحدًا من miRNA قادر على إنتاج العديد من الأشكال الإسوية لـ miRNA أو isomiRs ، وهي متغيرات تسلسل miRNA التي غيرت نهايات 3 'و / أو 5' بسبب النيوكليوتيدات الإضافة أو الحذف أو الاستبدال [43]. يمكن أن يعتمد التولد الحيوي لـ isomiRs على القالب ، مما يؤدي إلى تحول 5'أو 3'Nucleotide ، أو غير معتمد على القالب ، مما يؤدي إلى تحرير وخلف RNA بعد النسخ [44]. يمكن تصنيف IsomiRs على أنها 3 '، 5' ، متعددة الأشكال ، ومختلطة ، اعتمادًا على اختلاف التسلسل والتعديلات في الطول [4]. تعديلات تسلسل ما بعد النضج مثل التشذيب (إزالة النيوكليوتيدات عبر نوكليازات exoribonucleases عند الطرف 3) والذيل (إضافة النيوكليوتيدات بواسطة ترانسازات النيوكليوتيديل الطرفية عند الطرف الثالث) تؤدي إلى ظهور 3 'isomiRs (المعروف أيضًا باسم 3'-isomiR -trimmed و 3'-isomiR-tailed) [43-45] تم الإبلاغ أيضًا أن 5 'isomiRs تتولد إلى حد كبير من الانقسام غير الدقيق لتسلسلات miRNA عبر Drosha و / أو Dicer [43]. تحتوي isomiRs متعددة الأشكال على تغييرات داخل التسلسل الناضج ولا تتغير في الطول ، بينما تحتوي isomiRs المختلطة على تغييرات في الطول والتسلسل [46،47]. وتجدر الإشارة إلى أن توليد isomiRs أظهر أنه خاص بالخلايا والأنسجة في الثدييات ، وقد تم استخدامه كواسمات حيوية للسرطان ومتورط في مرض الزهايمر [48 ، 49].

هناك عدد قليل جدًا من الدراسات التي توضح تمامًا دور isomiRs في سياق الشيخوخة. في الآونة الأخيرة ، وجد أن isomiR -19 a {1}} p قد زاد بشكل ملحوظ في المعمرين غير الصحيين بالمقارنة مع المعمرين الأصحاء ، مما يشير إلى أنه يمكن استخدام isomiR كعلامة محتملة لشيخوخة صحية [28]. علاوة على ذلك ، كشف تسلسل isomiR للمعالجة بالميتفورمين (علاج إطالة العمر) الخلايا البطانية للوريد السري البشري (HUVECs) أثناء الشيخوخة التكرارية أن التسلسلات غير المتعارف عليها تمثل ما يقرب من 40 في المائة من إجمالي تجمع miRNA ، حيث أدى علاج الميتفورمين إلى تغيير النسبي بشكل كبير وفرة 133 isomiRs التي تم تحديدها كمتغيرات من 73 فرد ميرناس [50]. ومن المثير للاهتمام ، أنه تم العثور على الجينات المستهدفة لهذه miRNAs و isomiRs لتكون جزءًا من فوسفاتيديلينوسيتول -3- كيناز (PI3K) -Akt المسار وهدف الثدييات لمسار إشارات الرابامايسين (mTOR) [50]. والجدير بالذكر أن معظم isomiRs المتأثرة بالعلاج بالميتفورمين تم تحديدها على أنها 3'isomiRs ؛ ومع ذلك ، تم تحديد حوالي 5 في المائة على أنها 5 'isomiRs ، والتي ثبت أنها تغير تسلسل البذور وأنتجت عددًا أكبر من الجينات المستهدفة التي لم تكن شائعة في أهداف ميرنا في هذه الدراسة [50]. مرة أخرى ، يبدو أن isomiRs علامات فعالة لتقييم الشيخوخة الصحية وإطالة العمر. ومع ذلك ، ينبغي استكشاف المزيد من التداعيات البيولوجية للتغيرات الديناميكية في isomiRs من خلال الشيخوخة والشيخوخة.

أفادت الدراسات أن مطابقة ستة أزواج أساسية على الأقل من miRNA مع mRNA ضرورية لإسكات التعبير الجيني ، وبسبب هذا الارتباط التكميلي مع mRNA الهدف ، يمكن أن تحتوي miRNAs الفردية على عدة mRNAs مستهدفة (حوالي 100 mRNAs) ويمكنها في وقت واحد استهداف مواقع UTR مختلفة 3- لنفس الرنا المرسال ، في حين أن الجزيئات المجهرية المختلفة يمكنها أيضًا استهداف نفس الرنا المرسال ، مما يزيد من تعقيد النتائج التنظيمية لنفس الرنا المرسال [32]. يشير هذا إلى أن كل نوع من الخلايا والأنسجة يقدم أنماطًا معقدة للغاية من الجزيئات المجهرية ، ويمكن أن يؤدي خلل في واحد أو أكثر من المكونات داخل شبكات ميرنا إلى اختلال التوازن ، وتقصير العمر ، والمرض [5152]. في الواقع ، يُظهر المعمرون تنظيمًا لتعبير miRNAs ، أي miR -16 و miR -18 a و miR -21 ، بينما تعبير mRNA لـ RNA Polymerase Ⅱ و Drosha و Exportin {{ 10}} ، و Dicer جميعهم منظمون أيضًا مقارنة مع الثمانين من العمر [29].

3. تدهور ميرنا الموجه ودوره في العمليات الخلوية الأساسية

على النقيض من التكوُّن الحيوي للـ miRNA ، فإن دور تحلل / تحلل الرنا المرسال - خاصةً تدهور الحمض النووي الريبي الموجه (TDMD) - في الصحة والمرض بدأ للتو في التفسير. يحدث TDMD عندما يكون الحمض النووي الريبي المستهدف قادرًا على إحداث تدهور / اضمحلال لميرنا المتعارف عليه بدلاً من إثارة قمع الهدف ، مما يسمح بتعديل مجموعة متنوعة من العمليات الخلوية. يحدث TDMD عندما يكون هناك ارتباط تكميلي شامل في المنطقة 3 من miRNA ، مما يؤدي إلى تغيير توافقي يحفز على إطلاق 3'end من جيب الربط لنطاق Ago PAZ [53-55] التعرض اللاحق لـ تسمح 3'end بالتحلل الأنزيمي للـ miRNA [54] وقد تكون هذه العملية أيضًا مصحوبة بتعديلات ما بعد النسخ لتسلسل miRNA ، مثل الذيل (عن طريق نقل النيوكليوتيد الطرفي) والتشذيب (بمقدار 3'- إلى {{9) }} 'exonucleases) ، مما أدى إلى إنتاج isomiRs [56،57]. أهداف TDMD قادرة أيضًا على حبس Ago2 في شكل معين يسمح بالتعرض لنهاية ميرنا 3 للتخفيض والتشذيب مع التقليب المستمر إلى Ago2 [54،55]. ومن المثير للاهتمام ، أنه من الممكن قياس معدلات اضمحلال الحمض النووي الريبي في خلايا الثدييات من خلال منهجيات مجمعة مثل وضع العلامات على "مطاردة النبض" على أساس RNA 4sU مع تسلسل الحمض النووي الريبي عالي الإنتاجية ، حيث أظهر التشذيب والخلف ديناميكيًا بمرور الوقت في الخلايا الليفية [ 57] قد تكون هذه المنهجيات مفيدة في الدراسات المستقبلية التي تقيم تحلل الحمض النووي الريبوزي (ميرنا) طوال فترة الشيخوخة الفسيولوجية.

لقد استكشف عدد قليل من الدراسات TDMD الذاتية ووظيفتها في الثدييات ، وتحديد الجينات المستهدفة الرئيسية المشاركة في هذه الظاهرة. على سبيل المثال ، يعمل Serpinel ، الذي يشفر مثبط سيرين-ثريونين للبروتياز ، على هدف TDMD للتحكم في تدهور miR -30 b -5 p و miR -30 c -5 p في الماوس الخلايا الليفية ، وبالتالي تعزيز عودة دورة الخلية للأرومات الليفية الهادئة [58]. ومن المثير للاهتمام ، أن جميع أفراد عائلة miR -30 (miR -30 a -30 b و -30 c و -30 d و -30 e) قادرون للتفاعل مع Serpinel ؛ ومع ذلك ، فإن miR -30 b و miR -30 c يعرضان تكاملًا ممتدًا بطول 3 بوصات (يُعرف أيضًا باسم الاقتران 3C) لنسخة Serpinel ، مما يثبت أن هذا الاقتران 3C أساسي لـ TDMD [58]. مجتمعة ، يلعب تفاعل Serpinel.miR -30 b / c دورًا تنظيميًا رئيسيًا في الأنماط الظاهرية لخلايا الثدييات من خلال تسهيل إعادة دخول الخلايا الساكنة في دورة الخلية. تم الإبلاغ عن مثال آخر على هدف TDMD داخلي المنشأ ، وهو جين البروتين المرتبط بتجديد الخلايا العصبية (Nrep) ، لتوجيه تدهور miR -29 b من خلال التشذيب 3 '، والتحكم في التنسيق الحركي العام والتعلم الحركي في الفئران [59]. عادة ، يقيد Nrep تعبير miR -29 b فقط على الخلايا العصبية المخيخية ، بينما يؤدي تعطيل موقع miR -29 في الإعداد إلى توسيع تعبير miR -29 b إلى الطبقة الحبيبية المخيخية ، مما يؤدي إلى حدوث خلل التعلم الحركي والتنسيق في الفئران [59]. وبشكل أكثر تحديدًا ، أدى تشويش موقع miR -29 في Nrep في الخلايا السلفية العصبية إلى عدم وجود الأشكال الإسوية miR -29 التي تم إنتاجها عن طريق 3 'التشذيب أو التلميع [59]. ومن المثير للاهتمام ، أن موقع Prep miR -29 أظهر أيضًا تشابهًا عاليًا في التسلسل مع RNA libra غير المشفر في أسماك الزرد ، والذي ينظم السلوك الشبيه بالقلق والسلوك الاستكشافي في أسماك الزرد [59]. يعتبر TDMD معًا ، من خلال الأهداف الذاتية ، ضروريًا في الحفاظ على وظائف وسلوكيات دماغ الثدييات المناسبة وفي التحكم في الأنماط الخلوية الخلوية.

4. ملامح التعبير من ميرنا ديناميكية وذات نسيج محدد طوال فترة الشيخوخة

أثناء شيخوخة الأنسجة ، هناك انخفاض تدريجي في وفرة ميرنا ، والذي تم الإبلاغ عنه لأول مرة بسبب النقصان المرتبط بالعمر في التكوُّن الحيوي ميرنا الذي يحدث من خلال تقليل تنظيم Dicer [60]. في الواقع ، تبين أن التكوُّن الحيوي للـ miRNA يحسن تحمل الإجهاد وطول العمر في C. elegans وفي الأنسجة الدهنية في الفئران ، في حين ارتبطت miRNAs النوعية بمقاومة الإجهاد والشيخوخة [23،60]. هي ، في الواقع ، مستهدفة بشكل كبير بواسطة miRNAs التي تشارك في العمليات المرتبطة بالعمر ، وبالتحديد miRNA -71 ، والتي ثبت أنها تقلل من تنظيم تعبير miRNA العالمي وتؤدي إلى زيادة تنوع تعبير mRNA مع تقدم العمر [19]. تتوافق هذه النتائج مع الأدلة السابقة التي أثبتت أن miR -71 من أكثر الجزيئات المجهرية التي تمت دراستها في سياق الشيخوخة وطول العمر ، حيث يتم تنظيم تعبيرها بشكل كبير خلال مرحلة البلوغ المبكرة إلى المتوسطة [24 ، 25]. ومن المثير للاهتمام ، أنه تم الإبلاغ مؤخرًا عن أن miR -71 يحفز دوران البروتين المعتمد على اليوبيكيتين ، وتحديداً في الأمعاء ، مما يؤدي إلى إطالة عمر C. على وجه الخصوص ، تحفز روائح الطعام التي تستشعرها C. elegans عبر الخلايا العصبية الشمية المهدبة AWC 1) تنظيمًا غير مستقل للخلايا لتدهور البروتين المعتمد على اليوبيكويتين عبر نظام ubiquitin-proteasome (UPS) وعبر تحلل البروتين المرتبط بالشبكة الإندوبلازمية (ER) (إيراد) و 2) زيادة مقاومة الإجهاد الحراري في الأمعاء [61]. أظهر المؤلفون أن miR -71 يثبط على وجه التحديد بروتين مجال مستقبلات تول (TIR -1) في الخلايا العصبية الشمية للجناح الأمفيدي "C" (AWC) ، بينما miR -71 و / أو TIR { {29}} تعرض الديدان الخافضة للمغادرة UPS وخلل ERAD ، مما يقضي على تأثير مصدر الغذاء في هذه الاستجابة [61]. إحدى النقاط المهمة التي نشأت هي أن الشبكات التنظيمية لـ miRNA معقدة بشكل كبير في العديد من نماذج الكائنات الحية ، ويبدو أن ملفات تعريف تعبير miRNA خاصة بالأنسجة وفي نفس الوقت مرتبطة ببعضها البعض.

ركزت معظم الدراسات التي استكشفت دور miRNAs في شيخوخة أنسجة الثدييات الطبيعية على التجارب التي تستخدم عينات بشكل رئيسي من الدماغ وأنسجة العضلات والهيكل العظمي ، وربما يرجع ذلك إلى ميل هذه الأنسجة إلى الإصابة بأمراض مرتبطة بالعمر [62] تمت دراسة أحدها جيدًا إن الحمض النووي الريبي في أمراض الشيخوخة والأمراض المرتبطة بالشيخوخة هو miR -34. تم إثبات أن هذا الحمض النووي الريبي مُنظم في شيخوخة C. elegans [63] ، بينما يطيل تعبيره الزائد العمر الافتراضي في ذبابة الفاكهة ويقلل من الميل إلى التنكس العصبي المرتبط بالعمر [64] ومع ذلك ، على عكس الكائنات الحية الأخرى ، فإن أعضاء miR {{7} } تلعب الأسرة دورًا ضارًا في شيخوخة دماغ الثدييات ، حيث تم العثور على انتظام المي آر -34 سي في حصين الفأر في كل من الشيخوخة الطبيعية ونماذج الزهايمر ويرتبط بالتدهور المعرفي [65]. علاوة على ذلك ، يؤدي الانتفاخ المرتبط بالعمر لـ miR -29 a و miR -29 b في دماغ الفأر إلى خلل في تنظيم الخلايا الدبقية الصغيرة وزيادة التهاب الأعصاب ، وهو أيضًا سمة مميزة لشيخوخة الدماغ [66]. وبالمثل ، أثناء عملية الشيخوخة ، فإن تنكس العضلات وتجديدها غير متوازنين ، مما يؤدي إلى فقدان التوازن العضلي. بالإضافة إلى ذلك ، تم ربط miRNAs ، أي miR -29 ، بساركوبينيا ، وهو فقدان وظيفة العضلات المرتبط بالعمر ، وتبين أنه يعدل موت الخلايا المبرمج ، والشيخوخة ، وعامل النمو الشبيه بالأنسولين (IGF -1) في شيخوخة خلايا العضلات [67]. وبالتالي ، يمكن استخدام miRNAs كمؤشرات حيوية للشيخوخة في أكثر من نسيج ولأنماط ظاهرية محددة مرتبطة بالعمر مثل ساركوبينيا.

في الآونة الأخيرة ، استكشفت مجموعة من الدراسات دور miR -206 خلال الأوعية الدموية (أي عضلة القلب) وشيخوخة العضلات الهيكلية والتوازن [68-74]. ارتبط التعبير المعزز لـ miR -206 بشيخوخة الأوعية الدموية ، خاصة في الأفراد الذين يعانون من عدم انتظام ضربات القلب ، [74] كما ثبت أنه يمنع تكاثر خلايا العضلات الملساء الوعائية ويعزز تصلب الشرايين [72،73]. تؤكد هذه الدراسات على أهمية استكشاف تنظيم ميرنا في أنسجة ثديية معينة من أجل التمكن من إيجاد أهداف علاجية جديدة لأمراض محددة مرتبطة بالعمر.

مع أخذ كل هذه النتائج الحديثة في الاعتبار ، من الواضح أن الشبكات التنظيمية لـ miRNA تتوسط في الشيخوخة وطول العمر إلى حد ما. ومع ذلك ، فمن الضروري توضيح أدوار miRNAs لكل نموذج عضوي بسبب الطبيعة المعقدة للشبكات التنظيمية لـ miRNA وعدد كبير من الأهداف المحتملة التي قد تمتلكها كل ميرنا. في الأقسام التالية ، نسلط الضوء عن كثب على تأثير انخفاض البروتينات المرنة المرتبطة بالعمر على وجه التحديد والتي تتضمن تحلل البروتين وعمليات التصفية ، ملخصة في الشكل 1 ، والتعمق في تأثيرها المحتمل على تراكم البروتين على نطاق واسع أثناء شيخوخة الثدييات.

5. دور تنظيم ميرنا في التدهور الذاتي المرتبط بالعمر في الدماغ وعضلات الهيكل العظمي

وصفت بأنها عوامل رئيسية للعديد من مسارات التحلل المرتبطة بالبروتين أثناء شيخوخة أنسجة الثدييات ، وقد ركزت التقارير العلمية على الشبكات التنظيمية لـ miRNA التي تتضمن مسار الالتهام الذاتي والليزوزوم (ALP) ، مع التركيز بشكل خاص على هدف الثدييات لمجمع الرابامايسين (mTOR) ، بشكل أساسي في الدماغ والعضلات [24،75]. أجرى Inukai وزملاؤه (2012) إحدى الدراسات الأولى باستخدام التسلسل العميق Solexa لتحديد الصلة بين التعبير التفاضلي للـ miRNAs أثناء شيخوخة الدماغ وإشارات mTOR [24].cistanche แอ ม เว ย์في هذه الدراسة ، انخفض معظم miRNAs المعبر عنها تفاضليًا في الوفرة النسبية في الفئران التي يبلغ عمرها {{0} شهرًا مقارنة بالفئران التي تبلغ من العمر 5- شهرًا ، حيث أظهر تحليل KEGGenrichment أن miRNAs ، أي miR -5620 isomiR و miR -341 isomiR ، تشارك في إشارات mTOR / بروتين كيناز B (Akt) / Forkhead box class O (FOXO) [24].

نوع واحد من الالتهام الذاتي ، يسمى البلاعم ، ينطوي على تحلل وإعادة تدوير المكونات السيتوبلازمية ، بما في ذلك حطام الخلية والبروتينات غير المطوية ، والتي يتم تعبئتها في حويصلات ثنائية الغشاء تسمى autophagosomes ، والتي تندمج مع الليزوزومس ليتم تحللها بواسطة hydrolases الليزوزومية [ 75]. يمكن أن تبتلع مجاميع البروتين عن طريق البلعمة الذاتية وتتحلل ، وقد تغير الشيخوخة إزالة البلعمة الذاتية من خلال عيوب في تكوين البلعمة الذاتية ، فشل اندماج جسيم البلعوم ، وتحمض الليزوزوم [76]. قد يؤدي الخلل الوظيفي البلعومي المرتبط بالعمر أيضًا إلى تطور الأمراض المرتبطة بالعمر ، مثل ساركوبينيا وأمراض التنكس العصبي. لمراجعة شاملة ، انظر [75]. أثناء شيخوخة العضلات والهيكل العظمي ، تبين أن نشاط البلعمة الذاتية ينخفض ​​في المرضى المسنين الذين يعانون من تضخم العضلات وفي أنسجة عضلات الفئران ، حيث تنخفض مستويات البروتين في LC3 ، وهو علامة على البلعوم الذاتي والعضلات الذاتية ، و E 1- مثل إنزيم ATG7 مع تقدم العمر [ 62]. تم التأكيد مؤخرًا على أن miR -34 هو لاعب رئيسي في نشاط البلعمة الذاتية في شيخوخة الدماغ ، حيث يؤدي تنظيمه إلى خلل في الالتهام الذاتي وديناميكيات الميتوكوندريا غير الطبيعية في نماذج الجرذان التي يسببها الجالاكتوز للشيخوخة [77]. في هذه الدراسة نفسها ، تم عكس الخلل الذاتي عن طريق إعطاء مثبط miR -34 لخلايا SH-SY5Y التي يسببها d-galactose وأدى إلى التعبير المنتظم للبروتينات المرتبطة بالتهمة الذاتية ، وبالتحديد LC3 ، Beclin 1 ، ATG7 ، وتدهور P62 معًا ، قد تكون miRNA -34 هدفًا علاجيًا فعالًا لتخفيف و / أو عكس التدهور الذاتي المرتبط بالعمر في دماغ الثدييات.

يمكن أن تنظم miRNAs المخصب بالعضلات ، والمعروفة باسم myo-miRNAs ، مثل miR -1 و miR -206 ، الأهداف من خلال مسار PI3K / AKT / mTOR / FOXO ، الذي يتحكم في دورة الخلية ، والتكاثر ، و عمليات التمايز في الخلايا العضلية [68-71]. في الآونة الأخيرة ، تبين أن مرضى غسيل الكلى الذين يخضعون لتدريب منتظم على المقاومة البدنية لديهم مستويات أقل من miR -206 ، مما أدى إلى زيادة تكوين العضل وتقليل تكلسات القلب ، وهي سمة مميزة لشيخوخة الأوعية الدموية [69]. استنتج المؤلفون أنه بعد التدريب المنتظم ، فإن تقليل تنظيم miR -206 ربما يحفز تكوين العضل من خلال ارتباط عامل النمو الشبيه بالأنسولين 1 (IGF1) وتنشيط مسار PI3K / AKT / mTOR [70]. وبالمثل ، في العضلات الهيكلية البشرية ، تم تحديد 26 miRNAs يتم تنظيمها حسب العمر ، أو التمرين ، أو كليهما ، حيث تسعة من هذه الجزيئات miRNA ، وهي miR -99 a -5 p ، miR {18 }} b -5 p و miR -100-5 p و miR -199 a و miR -196 b -5 p ، تم التحقق من صحة تسلسل الهدف ضمن 3'UTRs من الجينات المستهدفة المشاركة في مسار إشارات Akt / mTOR ، مثل mTOR و Akt والبروتين التنظيمي المرتبط بمركب MTOR 1 (RPTOR) و IGF1 [71].

والجدير بالذكر أن miR -378 قد تم تحديده أيضًا على أنه عنصر حاسم في التوازن العضلي عن طريق الحفاظ على الالتهام الذاتي من خلال الاستهداف المباشر للبروتين كيناز 1 المعتمد على الفوسفوينوزيتيد (PDK1) ، وتعزيز إشارات Akt-mTORCl ، وتقليل موت الخلايا المبرمج للعضلة عبر استهداف كاسباس 9 [69]. أظهرت الفئران MiR -378- خروج المغلوب ضعفًا في الالتهام الذاتي وتراكم الميتوكوندريا المعيبة ، بينما أظهر التعبير المفرط عن miR -378 أنه يقلل من فسفرة unc -51- مثل الالتهام الذاتي الذي ينشط كيناز 1 (ULK1) ، مما يعزز لاحقًا تشكيل جسيمات البلعمة الذاتية ، وهي النتيجة التي تم التحقق من صحتها من خلال تعبير LC3 المنظم والعلامات النقطية في خط خلية الأنبوب العضلي C2C12 [69]. هذه الدراسة مهمة لأنها تؤكد أن miR -378 يؤدي دورًا مفيدًا في تعزيز الالتهام الذاتي ويحدد هدفين مباشرين: (1) PDK1 ، الذي ينشط Akt و mTORCl لتعزيز الالتهام الذاتي في العضلات الهيكلية و (2) Caspase9 ، الذي يقمع موت الخلايا المبرمج. ومع ذلك ، لا يزال هناك العديد من جوانب تنظيم ميرنا للالتهام الذاتي التي يجب استكشافها في سياق شيخوخة الأنسجة ، وخاصة في أنواع الثدييات.

في سياق تراكم البروتين المرتبط بالعمر ، تبين أن miR -1 ينظم وظيفة العضلات ويحسن ضخ البلعوم استجابةً للإجهاد السام للبروتين بمرور الوقت ، مع قمع أيضًا تجمع البروتين متعدد الجلوتامين 35 (polyQ35) في C. ]. تم تحديد الوحدة الفرعية v-ATPase ، vha -13 كهدف مباشر لـ miR -1 ، الذي ينظم التكوُّن الحيوي للجسيمات والوظيفة [30]. وبالتالي ، يجب دراسة miR -1 كاستراتيجية علاجية مفترضة لمكافحة تراكم البروتين الخاص بالعضلات وتحسين حركية العضلات طوال العمر. سابقًا ، تبين أن المستويات المتزايدة من miR -1 تعزز الالتهام الذاتي وبالتالي تقلل من تراكم مجاميع البروتين في C. elegans وخلايا الثدييات. الالتهام الذاتي من خلال استهداف Tre -2 / Bub2 / CDC16 (TBC) بروتين Rab GTPase المنشط (TBC1D15) استجابة لتراكم مجاميع هنتنغتين الطافرة [78]. تم إثبات أن TBC1D15 يمنع الالتهام الذاتي عن طريق تعطيل Rab7 ، الذي ينظم اندماج البلعمة الذاتية والليزوزوم. مرة أخرى ، يبدو أن miR -1 مرشح فعال للعلاجات المضادة للشيخوخة التي تستهدف العمليات المتعلقة بالالتهام الذاتي.

6- تتوسط miRNAs نظام Ubiquitin-Proteosome في شيخوخة الدماغ وضمور العضلات

نظام يوبيكويتين-بروتيازوم (UPS) هو عملية تحلل خلوي للبروتين تتكون من 26S proteasome كمكون مركزي لها ، وتشمل مكونين من 19S regu-latory ونواة 20S واحدة [79]. يتناقص نشاط البروتوزومات أثناء الشيخوخة الطبيعية وفي التنكس العصبي [80]. خلال العام الماضي ، وصفت دراستان مساهمة تنظيم miRNA في التعديلات المتعلقة بـ UPS خلال الشيخوخة في سياق غير المرض [81-83]. على سبيل المثال ، وجد أن miR -127-5 p قلل من التعبير في أدمغة C57BL / 6 من الفئران التي تعاني من نقص التروية الناجم عن LPS ، وللمرة الأولى ، تم تحديد الوحدة الفرعية التنظيمية 3 غير التابعة لـ ATPase 26S (Psmd3) كأحد أهدافها [82]. هذه الدراسة مهمة لأن المؤلفين لم يكتفوا بتوفير miRNome للدماغ من خلال تسلسل miRNA الناضج ولكن أيضًا حددوا miRNA جديدًا في الدماغ ، miR -127 ، والذي يرتبط بالاستماتة الخلوي والنشاط البروتوزومي أثناء الشيخوخة ونقص التروية. علاوة على ذلك ، في الحاملات الصحية لصميم البروتين الشحمي E (ApoE c4) متعدد التشكل ، المرتبط بالتخليص A وزيادة خطر الإصابة بمرض الزهايمر ، اتضح أن miR -153-3 p تزداد ، مما يؤدي إلى انسداد العامل النووي الكريات الحمر {{ 23}} عامل مرتبط -2 (Nrf2) وظيفة البروتوزوم وتراكم خلايا الدم الحمراء A في البلازما [81] بالإضافة إلى المكونات المرتبطة بالبروتوزوم ، مثل البروتين المرتبط بـ ECH 1 (Keapl) والبروتوزوم تمت زيادة ديستيلاز هيستون هيستون 6 (HDAC6) أيضًا في حاملات Apoes4 مقارنة مع غير الحاملات [81]. يمكن استخدام تعدد الأشكال ApoE a4 ، جنبًا إلى جنب مع المكونات المرتبطة بالبروتيوزوم و miR -153-3 p ، كعلامات بلازما أو دائرية لتقييم قابلية التأثر بتراكم A والخلل الوظيفي البروتوزومي المرتبط به أثناء شيخوخة الدماغ ، وفي نفس الوقت ، لتقييم الميل لتطوير التنكس العصبي المرضي المرتبط بالعمر وتجميع البروتين ، وبالتالي توفير مقياس غير جراحي للناقلات.

يتميز ضمور العضلات بتدهور البروتين الشاذ من خلال مسار UPS [83].كم cistanche لاتخاذفي العضلات الهيكلية ، الإصبع الدائري للعضلات 1 (MuRF1) وضمور العضلات F-box (MAFbx) / الأتروجين -1 عبارة عن ليجازات E3 يوبيكويتين التي يُعتقد أنها تشارك في انتشار الركائز للتحلل بواسطة البروتيازوم 26S ، حيث الزيادات في مكونات UPS هذه تعزز ضمور العضلات [83]. أثناء ضمور العضلات ، هناك إفراط في التعبير عن MuRFI و MAFbx / الأتروجين -1 ، بينما يؤدي تثبيط هذه المكونات إلى إبطاء فقدان العضلات [84،85].بيوفلافونويدسسلطت العديد من الدراسات الضوء على دور miRNAs في تنظيم تعبير MuRFl و MAFbx / atrogin -1. على سبيل المثال ، تبين أن miR -23 يثبط التنشيط الترجمي لـ MuRFl و MAFbx / atrogin -1 ، مما يبطل ضمور العضلات في نموذج الماوس المصاب بضمور العضلات الناجم عن الديكساميثازون [86].ما هو الكفالةبالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على زيادة التعبير عن miR الخاص بالعضلات -1 لتقليل مستويات HSP70 ، مما يقلل من فسفرة AKT ويؤدي إلى تنشيط FOXO3 ويؤدي في النهاية إلى التنظيم الأعلى لتعبير MuRFl و MAFbx / atrogin -1 خلال ضمور العضلات الناجم عن الديكساميثازون في الفئران [87]. على وجه الخصوص ، عند تحريض الديكساميثازون ، ينظم miR -1 إزالة الفسفرة والتفعيل اللاحق لـ FoxO3a من خلال إشارات HSP70 / Akt ، والتي تثبط بشكل مباشر أو غير مباشر البروتينات التي تتصدى لضمور العضلات [87] مؤخرًا ، تثبيط MuRF1 و MAFbx / تبين أن نسخ الأتروجين -1 يحسن فقدان العضلات في العضلات الهيكلية (على وجه التحديد ، عضلات المعدة) 40- من الفئران المعرضة للشيخوخة والمعرضة للشيخوخة 8 (SAMP8) بعمر 40- مقارنة بالشيخوخة المتطابقة مع تقدم العمر الفئران المقاومة المتسارعة (SAMR1) بعد التحفيز باستخدام epigallocatechin -3- gallate (EGCG) ، وهو مكون الكاتشين في الشاي الأخضر المعروف لتخفيف فقدان العضلات [88]. ثبت أن EGCG يثبط الميوستاتين وينظم miR -486-5 p ، والذي يثبط تجانس الفوسفاتيز والتنسن (PTEN) بشكل مباشر ، ويزيد من فسفرة Akt ويؤدي إلى تثبيط FoxOla النشط وقمع MuRFl و MAFbx / atrogin {{ 25}} النسخ في العضلات الهيكلية لـ 40- فئران SAMP8 عمرها أسبوع وكذلك في خلايا الأرومة العضلية C2C12 الممررة المتأخرة [88]. كشفت هذه الدراسة عن تدخل فريد لفقدان العضلات باستخدام مكون EGCC من الشاي الأخضر لتغيير تنظيم miRNA في عملية ubiquitin-proteasome وإشارات PI3K / Akt / FOXO في العضلات الهيكلية. في الواقع ، تقدم هذه النتائج دليلًا على أن تنشيط UPS المرتبط بـ miRNA يعزز ضمور العضلات بشكل أساسي من خلال استهداف MuRFI و MAFbx / atrogin -1 في العضلات الهيكلية.

7. miRNAs كمنظمين UPR و Protein-Aggregation

في ظل ظروف الإجهاد ، تتراكم البروتينات غير المنتظمة في تجويف ER وتثير UPRER لتدهور هذه البروتينات عبر ثلاثة مسارات رئيسية ، وهي بروتين كيناز RNA الشبيه بـ ER كيناز (PERK) ، وهو إنزيم يحتاج إلى الإينوزيتول -1 ألفا (IRE -1 o) / بروتين ربط X-box -1 (XBP -1) ومسارات عامل النسخ المنشط 6 (ATF6) [890]. يتم تقليل نشاط UPRFR أثناء ظروف الإجهاد ER ، في حين أن الإفراط في التعبير عن XBP -1 قادر على تعزيز مقاومة الإجهاد ER وطول العمر [89،90]. بشكل عام ، من الواضح أن UPRER يلعب دورًا وظيفيًا في الشيخوخة والعمر.

تم الإبلاغ عن miRNAs إما أن تعدل بشكل مباشر استجابة الإجهاد ER أو ، على النقيض من ذلك ، تخضع للتنظيم عبر إجهاد ER [91]. في الواقع ، يمكن لمستشعرات الإجهاد ER ، وبالتحديد PERK ، أن تنظم بشكل مباشر تعبير miRNA لتنسيق الإشارات المؤيدة والمضادة للاستماتة عند إجهاد ER [92]. على سبيل المثال ، تؤدي miR -30 c -2-3 p عبر الإشارات بوساطة PERK إلى انخفاض في XBP -1 mRNA ، مما يعزز لاحقًا موت الخلايا في NIH -3 T3 الليفية [92 ] أثناء إجهاد ER ، فإن تقليل تنظيم عائلة miR -106 -25 عبر تنشيط PERK يسمح بتنشيط جينات عائلة B-cell lymphoma 2 (BCL -2) المؤيدة للاستماتة مثل Bim ، وبالتالي استحضار موت الخلايا المبرمج الناجم عن الإجهاد ER في خطوط الخلايا [93]. تم العثور أيضًا على تقليل تنظيم عائلة miR106b -25 وموت الخلايا المبرمج الناجم عن الإجهاد في ER في نموذج فأر ALS (متحور SOD1 G93A) ، والذي يربط عائلة miRNA وأهدافها بالتنكس العصبي في ALS [93]. في الآونة الأخيرة ، في الخلايا العصبية القشرية والحصينية للفئران ، عند التحفيز باستخدام السكر المتقدم للمنتجات النهائية لألبومين مصل البقر (AGE-BSA) للحث على إجهاد ER ، miR -24 ، -27 ب ، {{ تم العثور على 30}} و -224 و -290 و -351 و -488 خاضعين للتنظيم ، بينما تم العثور على mRNA لأهداف UPR (Prk و Irela و Chop و Puma) تم تنظيمها ، مما يشير إلى أن هذه miRNAs هي منظمات UPR محتملة. 40}} و -124 و -290 و -351 و -488 و Chop by miR -224 و Puma by miR -24 و {{ 47}} ب و -351 [94]. عند التعرض للسكريات ، ينتج عن التحلل المتطور للبروتينات تفاعلات بين المنتجات النهائية للجليكيشن المتقدمة (AGEs) و RAGE (مستقبلات AGEs) ، مما يعزز تراكم البروتينات السامة الشاذة ، والإجهاد التأكسدي الخلوي اللاحق ، وإجهاد ER [94]. بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على بعض هذه الجزيئات الدقيقة أيضًا في دراسات التنميط التعبير في التنكس العصبي ، مثل miR -27 b و -124 و -488 [95] ، مما يشير إلى أن هذه miRNAs يمكن أن تكون مناسبة علامات الشيخوخة في كلا السياقين. ومع ذلك ، لا يزال يتعين إنشاء علاقة سببية مباشرة بين تراكم البروتين وعدم تنظيم الحمض النووي الريبي في سياق كل من الشيخوخة الصحية والتنكس العصبي المرضي المرتبط بالعمر.

8. البروتينات الملزمة للـ miRNA تنظم أيضًا العمر الافتراضي من خلال مكونات شبكة البروتيوستاسيس

أظهرت العديد من التقارير أن البروتينات المرتبطة بالـ miRNA تنظم الشيخوخة من خلال مكونات شبكة الانصمام البروتيني. في C. elegans ، على سبيل المثال ، تم إظهار Argonaute و Dicer و Drosha و DGCR8 / Pasha للتحكم في الشيخوخة وطول العمر [19 ، 24 ، 25]. تم عرض Argonaute -1 (alg -1) لتعزيز طول العمر ، بينما يعمل Argonaute -2 (alg -2) على تقصير العمر حيث العديد من الجينات المعبر عنها تفاضليًا في الطافرة {{10 }} و alg -2 C ايليجانس هي جزء من مسار إشارات الأنسولين / IGF -1 (IS) ، مع التنظيم عبر DAF. 16 / فوكسو [96]. علاوة على ذلك ، على وجه التحديد في -1 طفرات ، تم العثور على عامل الصدمة الحرارية 1 (hsf1) ، وهو عامل نسخ يمثل جزءًا من استجابة الإجهاد للصدمة الحرارية ، غير منظم [96]. أظهرت أيضًا مزارع خلايا تجميع هنتنغتين ونماذج الفئران ، بالإضافة إلى عينات ما بعد الوفاة من مرضى داء هنتنغتون ، أن الأرجونوت -2 (AGO2) ، وهو مكون أساسي في RISC ، يعيد توطين ويتراكم في حبيبات الإجهاد تقع في الخلايا العصبية المخطط لها التي تعبر عن مجاميع هنتنغتين (mHTT) الطافرة ، مما يعيق اندماج الجسيم الذاتي والليزوزوم المتأخر ، وفي الوقت نفسه ، يؤدي إلى زيادة عالمية في تعبير ميرنا [31]. ومع ذلك ، بسبب إعادة توطين AGO2 وتكوين مجمعات AGO 2- miRNA في حبيبات الإجهاد ، لاحظ المؤلفون أن نشاط miRNA الكلي ، وخاصة إسكات الهدف ، قد تم إعاقته في الخلايا العصبية التي تعبر عن mHTT [31]. في هذه الحالة ، تبين أن مجاميع البروتين تتداخل مع إزالة البلعمة الذاتية ، مما يعزز تراكم AGO2 والتعديلات في مستويات ونشاط ميرنا ، مما قد يؤدي إلى تلف الخلايا العصبية. تقدم هذه النتائج منظورًا جديدًا ، تم تلخيصه في الشكل 2 ، والذي يسلط الضوء على دور تراكم البروتين المرتبط بالعمر في خلل البلعمة الذاتية ، والتكوين الحيوي ميرنا ، ونشاط ميرنا أثناء شيخوخة الثدييات (الشكل 2).

بقاء الخلايا العصبية عن طريق الحد من الضعف على وجه التحديد لإجهاد ER الناجم عن thapsigargin ، مما يشير إلى أن التكوّن الحيوي للـ mRNA عبر Dicer يحمي الأعصاب ضد إجهاد ER. قد يؤدي تقليل تنظيم Dicer أثناء الشيخوخة إلى الإضرار بالتكوين الحيوي لـ miRNA ويؤدي إلى إجهاد ER المتراكم والتنكس العصبي للخلايا العصبية الدوبامين [9]. حددت تقنيات التسلسل المبتكرة مثل التشابك المعزز بالنيوكليوسيد المنشط ضوئيًا والتسلسل المناعي (PAR-CLIP) وظائف بديلة لـ Dicer في الخلايا البشرية وكذلك في C.elegans ، حيث تم إثبات أن Dicer متورط في تدهور العديد من الهياكل الهيكلية الحمض النووي الريبي الذي لم يكن من الممكن اكتشافه سابقًا باستخدام منهجيات أخرى [9]

علاوة على ذلك ، يمكن لـ Drosha شق هياكل دبوس الشعر المضمنة في mRNAs ، مما يؤدي إلى زعزعة استقرارها وبالتالي التحكم بشكل مباشر في تعبير mRNA. تم إثبات أن Drosha يشق mRNAs لعوامل التمايز التي تعتبر أساسية لتكوين الخلايا العصبية [10]. بالإضافة إلى ذلك ، عند الإصابة الفيروسية ، تم الإبلاغ عن تصدير Drosha إلى السيتوبلازم لشق الحمض النووي الريبي الجيني الفيروسي من أجل قمع تكاثر الفيروس [101102]. تحدث الفسفرة والتصدير النووي لدروشا أيضًا بعد الصدمة الحرارية والإجهاد التأكسدي ، مما يضعف التكوُّن الحيوي لميرنا بوساطة الدرشا [103]. كشفت تقنية تسلسل مبتكرة أخرى ، تسمى الترسيب المناعي والتسلسل المتشابك للفورمالدهايد (fCLIP-seq) ، أن Drosha يشق ركائز غير أساسية تنشأ من non-miRNA loi إلى دبابيس شعر قصيرة ، مما يؤدي إلى توليد RNAs صغيرة [104] البروتوكولات باستخدام PAR-CLIP و fCLIP يمكن تحديد التفاعلات المحتملة بين البروتينات المرتبطة بـ miRNA والرنا الهيكلي في عينات الأنسجة وفي سياق الأمراض المرتبطة بالعمر [104]. مجتمعة ، توفر نتائج هذه الدراسات طرقًا بحثية جديدة لاستهداف مكونات التكوُّن الحيوي لـ miRNA لتغيير تعبير miRNA ، وربما أهدافًا جديدة من mRNA ، من أجل زيادة كفاءة شبكة التثبيط البروتيني في إزالة البروتينات السامة وتخفيف تراكم البروتين المرتبط بالعمر.

9. الاستنتاجات

كان الهدف الرئيسي من هذه المراجعة هو تقديم أدلة داعمة ، استنادًا إلى الدراسات الحديثة ، من أجل الاحتمال الجديد المثير أن الجزيئات المجهرية ، وإلى حد ما البروتينات المرتبطة بالـ miRNA ، يمكن أن تنظم بشكل مباشر البروتوستاسيس ، وهو أمر وثيق الصلة بتوسيع عمر الكائن الحي ، ويمكنها ذلك. تستخدم أيضًا كعلامات لشيخوخة الأنسجة السليمة للمقارنات مع الأمراض المرتبطة بالعمر. والجدير بالذكر أن الجينات المستهدفة من ميرنا في طرق مسار التحلل المرتبطة بالبروتينات مثل أنظمة UPS و ALP تبدو شديدة الخصوصية في دماغ الثدييات والعضلات الهيكلية أثناء الشيخوخة ، عبر نماذج عضوية مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، أصبح دور تنظيم ميرنا في الخلل الوظيفي المرتبط بالعمر في تدهور البروتين وآليات التخلص منه أكثر وضوحًا في الدراسات الحديثة لدماغ الثدييات وأنسجة العضلات الهيكلية.شراء cistancheاستنادًا إلى النتائج التي تُظهر تنظيم البروتينات بوساطة miRNA أثناء شيخوخة الثدييات ، فإننا نفترض أن الدراسات المستقبلية يجب أن تستكشف علاقة سببية مباشرة بين تراكم البروتين وخلل تنظيم miRNA في سياق كل من الشيخوخة الصحية والتنكس العصبي المرضي المرتبط بالعمر وضمور العضلات ، والتي تم تمثيلها في الشكل 2. نظرًا لوجود بعض ملامح ميرنا المتداخلة التي تم تغييرها في كل من السياقات الطبيعية والمرضية للشيخوخة ، فإن إمكانية تعديل miRNAs ، وخاصة زيادة مستويات miRNAs التي تستهدف إزالة البروتين والجينات المرتبطة بالتهمة الذاتية ، يمكن أن تكون ذات صلة بالمستقبل الاستراتيجيات العلاجية لمكافحة الشيخوخة.

مساهمات المؤلف: وضع المفاهيم ، SF ، VM ، ARSand MAS ؛ الكتابة - إعداد المسودة الأصلية ، SF ؛ كتابة - مراجعة وتحرير ، تصور SF ، VM ، MF ، AR ، GM ، ARS و MAS ، SF و VM ؛ الموارد و GM و A.RS و MAS ؛ الإشراف و A.RS و M.

التمويل: تم تمويل هذا البحث من قبل المؤسسة البرتغالية للعلوم والتكنولوجيا (FCT) والاتحاد (FUNDO EUROPEU DE DESENVOLVIMENTO REGIONAL) من خلال برنامج COMPETE2020 التشغيلي للتنافسية والدولية ({2} POCI) FEDER -022184 ؛ الحكمة: POCI -0145- FEDER -029843) ؛ MEDICIS (CENTRO -01-0246- FEDER -000018) ؛ ومشروع "Piloto para a المتطورة de uma estrategia e uma rede Regional para a medicine personal / precisao" Grant (CENTRO -08-5864- FSE {{9} }).

يتم دعم وحدة أبحاث iBiMED بواسطة FCT (UID / BIM / 04501/2020). يتم دعم SFRH و MF بشكل مباشر من خلال منح FCT (SFRH / BD / 148323/2019 و SFRH / BD / 131736/2017).

تم استخراج هذه المقالة من Int. J. مول. علوم. 2022 ، 23 ، 3232. https://doi.org/10.3390/ijms23063232 https://www.mdpi.com/journal/ijms