Корреляционные взаимосвязи между уровнем микроРНК и мРНК вовлекаемых в патологический ангиогенез в условиях экспериментального цирроза печени

Цель исследования. Выявить взаимосвязи между уровнем микроРНК и мРНК при патологическом ангиогенезе в условиях экспериментального токсического цирроза печени.

Материалы и методы. Фиброз и цирроз печени у крыс-самцов линии Wistar индуцировали свежеприготовленным раствором тиоацетамида в течение 17 недель. Динамику процесса изучали в девяти временных точках. Измеряли площадь междольковых вен и междольковых артерий в микрометрах. Подсчитывали количество междольковых артерий, междольковых вен и синусоидных капилляров. Уровень экспрессии мРНК генов Ang, Vegfa, Tweak, Fn14, Notch1, Notch2 и микроРНК-195-5р, микроРНК-664-3р, микроРНК-489-3р, микроРНК-3085, микроРНК-3558-3р в печени определяли методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени.

Результаты. Установлено, что при прогрессирующем венозном ангиогенезе, а также на фоне изменения количества междольковых вен, синусоидных капилляров, площади междольковых вен характер и сила корреляционных взаимодействий между генами Ang, Vegfa, Tweak, Fn14, Notch1, Notch2 и микроРНК-195-5р, микроРНК-664-3р, микроРНК-489-3р, микроРНК-3085, микроРНК-3558-3р связаны со стадией фиброза и цирроза печени. Выявлены прямые сильные, средние и умеренные корреляционные связи (p < 0,01) между генами Ang, Vegfa, Tweak, Fn14, Notch1, Notch2 на протяжении всего эксперимента.

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о том, что исследуемые нами микроРНК-195-5р, микроРНК-664-3р, микроРНК-489-3р, микроРНК-3085, микроРНК-3558-3р вовлекаются в процессы перестройки внутрипеченочного сосудистого русла на разных стадиях экспериментального токсического фиброза и цирроза печени. Результаты исследования позволяют не только раскрыть дополнительные механизмы формирования указанных состояний, но и выявить биологическую роль изученных микроРНК в прогрессировании фиброза и цирроза печени в качестве потенциальных мишеней для изучения патогенеза и разработки методов лечения.

1. Iwakiri Y, Trebicka J. Portal hypertension in cirrhosis: Pathophysiological mechanisms and therapy. JHEP Rep. 2021;3(4):100316. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhepr.2021.100316

2. Lin Y, Dong MQ, Liu ZM, Xu M, Huang ZH, Liu HJ, et al. A strategy of vascular-targeted therapy for liver fibrosis. J Hepatology. 2022;76(3):660-675. DOI: https://doi.org/10.1002/hep.32299

3. Ahmad A, Nawaz MI. Molecular mechanism of VEGF and its role in pathological angiogenesis. J Cell Biochem. 2022;123(12):1938-1965. DOI: https://doi.org/10.1002/jcb.30344

4. Ghalehbandi S, Yuzugulen J, Pranjol MdZI, Pourgholam MH. The role of VEGF in cancer-induced angiogenesis and research progress of drugs targeting VEGF. Eur J Pharmacol. 2023;949:175586. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2023.175586

5. Bauer D, Kozbial K, Schwabl P, Chromy D, Simbrunner B, Stättermayer AF, et al. Angiopoietin 2 levels decrease after HCV-cure and reflect the evolution of portal hypertension. Dig Liver Dis. 2022;54(9):1222-1229. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dld.2022.02.013

6. Lefere S, Van de Velde F, Hoorens A, Raevens S, Van Campenhout S, Vandierendonck A, et al. Angiopoietin-2 Promotes Pathological Angiogenesis and Is a Therapeutic Target in Murine Nonalcoholic Fatty Liver Disease. Hepatology. 2019;69(3):1087-1104. DOI: https://doi.org/10.1002/hep.30294

7. Mack JJ, Iruela-Arispe ML. NOTCH regulation of the endothelial cell phenotype. Curr Opin Hematol. 2018;25(3):212-218. DOI: https://doi.org/10.1097/MOH.0000000000000425

8. Zheng Y, Wang J, Zhao T, Wang L, Wang J. Modulation of the VEGF/AKT/eNOS signaling pathway to regulate liver angiogenesis to explore the anti-hepatic fibrosis mechanism of curcumol. J Ethnopharmacol. 2021;280:114480. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jep.2021.114480

9. Zhang W, Han L, Wen Y, Su L, Li Y, Luo X. Electroacupuncture reverses endothelial cell death and promotes angiogenesis through the VEGF/Notch signaling pathway after focal cerebral ischemia-reperfusion injury. Brain Behav. 2023;13(3):e2912. DOI: https://doi.org/10.1002/brb3.2912

10. Wang J, Yang L, Mei J, Li Z, Huang Y, Sun H, et al. Knockdown of Notch Suppresses Epithelial-mesenchymal Transition and Induces Angiogenesis in Oral Submucous Fibrosis by Regulating TGF-β1. Biochem Genet. 2023;62:1055-1069. DOI: https://doi.org/10.1007/s10528-023-10452-3

11. Zhang Y, Zeng W, Xia Y. TWEAK/Fn14 axis is an important player in fibrosis. J Cell Physiol. 2021;236(5):3304-3316. DOI: https://doi.org/10.1002/jcp.30089

12. Dwyer BJ, Jarman EJ, Gogoi-Tiwari J, Ferreira-Gonzalez S, Boulter L, Guest RV, et al. TWEAK/Fn14 signalling promotes cholangiocarcinoma niche formation and progression. J. Hepatol. 2021;74(4):860-872. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhep.2020.11.018

13. Short C, Zhong A, Xu J, Mahdi E, Glazier A, Malkoff N, et al. TWEAK/FN14 promotes profibrogenic pathway activation in Prominin-1-expressing hepatic progenitor cells in biliary atresia. Hepatology. 2023;77(5):1639-1653. DOI: https://doi.org/10.1097/HEP.0000000000000026

14. Li J, Gong J, Li X, Shen L, Xie Y, Zhang R. MicroRNA-34a promotes CMECs apoptosis and upregulate inflammatory cytokines, thus worsening CMECs damage and inhibiting angiogenesis by negatively targeting the Notch signaling pathway. J Cell Biochem. 2019;120(2):1598-1609. DOI: https://doi.org/10.1002/jcb.27433

15. Fan J, Xu W, Nan S, Chang M, Zhang Y. MicroRNA-384-5p Promotes Endothelial Progenitor Cell Proliferation and Angiogenesis in Cerebral Ischemic Stroke through the Delta-Likeligand 4-Mediated Notch Signaling Pathway. Cerebrovasc Dis. 2020;49(1):39-54. DOI: https://doi.org/10.1159/000503950

16. de Oliveira ARCP, Castanhole-Nunes MMU, Biselli-Chicote PM, Pavarino ÉC, da Silva RCMA, da Silva RF, et al. Differential expression of angiogenesis-related miRNAs and VEGFA in cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Arch Med Sci. 2020;16(5):1150-1157. DOI: https://doi.org/10.5114/aoms.2020.97967

17. Zhang T, Yang Y, Wang B, Wang L, Wang D, Cao N, et al. XSSJS inhibits hepatic fibrosis by promoting the miR-29b-3p/VEGFA axis in vitro and in vivo. Biosci Rep. 2022;42(2):BSR20212241. DOI: https://doi.org/10.1042/BSR20212241

18. Lebedeva EI, Shchastniy AT, Babenka AS, Zinovkin DA. Relationships between Cxcl12, Tweak, Notch1, and Yap mRNA Expression Levels in Molecular Mechanisms of Liver Fibrogenesis. Molecular Biology. 2024;58(1):102-111. DOI: https://doi.org/10.1134/S0026893324010060

19. Chen Y, Wang X. Chen, Y. miRDB: an online database for prediction of functional microRNA targets. Nucleic Acids Res. 2020;48(D1):D127-D131. DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkz757

20. Lebedeva EI, Babenka AS, Shchastniy AT. The dynamics of microRNAs level associated with pathological venous angiogenesis in experimental toxic liver fibrosis in rats. Genes & Cells. 2024;19(1):181-199. DOI: https://doi.org/10.17816/gc622891

21. Лебедева ЕИ, Красочко ПА, Щастный АТ. Бабенко АС, Ковалев НА. Борисовец ДС. Рекомендации по оценке прогрессирования и регресса токсического фиброза печени в доклинических исследованиях. Минск: РУП «Институт экспериментальной ветеринарии им. С.Н. Вышелесского», 2023. 8 с.

22. Wilhelm A, Shepherd EL, Amatucci A, Munir M, Reynolds G, Humphreys E, et al. Interaction of TWEAK with Fn14 leads to the progression of fibrotic liver disease by directly modulating hepatic stellate cell proliferation. J Pathol. 2016;239(1):109-121. DOI: https://doi.org/10.1002/path.4707

23. Androvic P, Valihrach L, Elling J, Sjoback R, Kubista M. Two-tailed RT-qPCR: a novel method for highly accurate miRNA quantification. Nucleic Acids Res. 2017;45(15):e144. DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkx588