Annals of Clinical and Experimental NeurologyAnnals of Clinical and Experimental NeurologyАнналы клинической и экспериментальной неврологии2075-54732409-2533Eco-Vector81210.54101/ACEN.2022.1.1Original articlesОригинальные статьиResearch ArticleMicroRNA as significant biomarkers of cerebrovascular atherosclerosisМикроРНК как значимые биомаркеры атеросклеротической цереброваскулярной патологииhttps://orcid.org/0000-0003-0522-767XRaskurazhevAnton A.РаскуражевАнтон Алексеевич
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.), neurologist, researcher, 1st Neurology department

к.м.н., врач-невролог, с.н.с. 1-го неврологического отделения

rasckey@live.comhttps://orcid.org/0000-0001-9604-7775ShabalinaAlla A.ШабалинаАлла Анатольевна
Russian Federation

D. Sci. (Med.), leading researcher, Head, Laboratory of hemorheology, hemostasis and pharmacokinetics (with clinical laboratory diagnostics)

д.м.н., в.н.с., рук. лаб. гемореологии, гемостаза и фармакокинетики (с клинической лабораторной диагностикой)

ashabalina@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4626-6520KuznetsovaPolina I.КузнецоваПолина Игоревна
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.), neurologist, researcher, 1st Neurology department

к.м.н., врач-невролог, н.с. 1-го неврологического отделения

angioneurology0@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5883-8119TanashyanMarine M.ТанашянМаринэ Мовсесовна
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Prof., Corresponding member of RAS, Deputy Director for science, Head, 1st Neurological department

д.м.н., профессор, член-корреспондент РАН, зам. директора по научной работе, рук. 1-го неврологического отделения

M_Tanashyan2004@mail.ruResearch Center of NeurologyФГБНУ «Научный центр неврологии»150120221615131801202231012022Copyright ©; 2022, Raskurazhev A.A., Shabalina A.A., Kuznetsova P.I., Tanashyan M.M.Copyright ©; 2022, Раскуражев А.А., Шабалина А.А., Кузнецова П.И., Танашян М.М.2022Raskurazhev A.A., Shabalina A.A., Kuznetsova P.I., Tanashyan M.M.Раскуражев А.А., Шабалина А.А., Кузнецова П.И., Танашян М.М.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://annaly-nevrologii.com/pathID/article/view/812

Introduction. Carotid atherosclerosis (CA) is one of the main causes of ischaemic stroke. MicroRNA is a relatively new group of biomarkers, some of which are associated with atherogenesis.

The aim of the study was to evaluate the expression of several microRNAs in patients with cerebrovascular disease, depending on the severity of CA.

Materials and methods. The study included 50 people (median age 66 [61; 71] years, 58% men) with cerebrovascular disease secondary to CA. The patients were divided into two groups: 16 patients (32%) had ≥70% internal carotid artery (ICA) stenosis (main group), while the remaining 34 patients had <70% stenosis and formed the comparison group. Expression of the following microRNAs was measured: miR-126-5p, miR-126-3p, miR-29-5p, miR-29-3p, miR-33a-5p, miR-33a-3p, miR-21-5p and miR-21-3p.

Results. Compared to the comparison group, patients with a high degree of CA had reduced expression of miR-126-5p/-3p (4.8 and 5.9 vs. 8.5 and 7.6, respectively; p < 0.001) and miR-29-3p (7.6 vs. 10.3; p < 0.001), while miR-33a-5p expression was elevated (46.3 vs. 40.0; p < 0.05). Cluster analysis confirmed typical expression patterns of these microRNAs in patients with varying degrees of ICA stenosis. Significant negative correlations were also found between the degree of stenosis and expression of miR-126-5p (ρ = –0.83; р < 0.05), miR-126-3p (ρ = –0.64; р < 0.05) and miR-29-3p (ρ = –0.62; р < 0.05).

Conclusion. Based on an analysis of patients with cerebral atherosclerosis, the studied microRNAs can be divided into proatherogenic (miR-33a-5p/-3p) and atheroprotective (miR-126-5p/-3p, miR-29-3p, and mir-21-5p/-3p). These biomarkers can be diagnostically useful in predicting the risk of both CA progression and acute cerebrovascular accidents, yet prospective studies are required.

Введение. Каротидный атеросклероз (КА) является одной из главных причин ишемических нарушений мозгового кровообращения. МикроРНК — относительно новая группа биомаркеров, часть из которых ассоциирована с процессами атерогенеза.

Цель исследования — оценка экспрессии ряда микроРНК у пациентов с цереброваскулярной патологией (ЦВП) в зависимости от выраженности КА.

Материалы и методы. В исследование были включены 50 человек (медиана возраста 66 [61; 71] лет, 58% из них — мужчины) с ЦВП на фоне КА. Пациенты были разделены на две группы: у 16 пациентов (32%) стеноз внутренней сонной артерии (ВСА) составил 70% и более (основная группа), остальные 34 пациента со стенозом <70% вошли в группу сравнения. Определяли экспрессию следующих микроРНК: miR-126-5p, miR-126-3p, miR-29-5p, miR-29-3p, miR-33a-5p, miR-33a-3p, miR-21-5p, miR-21-3p.

Результаты. У пациентов с КА высоких градаций по сравнению с группой сравнения была снижена экcпрессия miR-126-5p/-3p (4,8 и 5,9 vs. 8,5 и 7,6 соответственно; p < 0,001), miR-29-3p (7,6 vs. 10,3; p < 0,001) и повышена — miR-33a-5p (46,3 vs. 40,0; p < 0,05). Кластерный анализ подтвердил характерные паттерны экспрессии указанных микроРНК у пациентов с разной степенью поражения ВСА. Также определены значимые отрицательные корреляции между степенью стеноза и экспрессией miR-126-5p (ρ = –0,83; р < 0,05), miR-126-3p (ρ = –0,64; р < 0,05) и miR-29-3p (ρ = –0,62; р < 0,05).

Заключение. На основании анализа пациентов с атеросклеротической ЦВП представляется возможным разделить исследованные микроРНК на условно проатерогенные (miR-33a-5p/-3p) и атеропротективные (miR-126-5p/-3p, miR-29-3p, mir-21-5p/-3p). Указанные биомаркеры могут представлять диагностическую значимость в отношении предикции риска как прогрессирования КА, так и развития острых нарушений мозгового кровообращения, однако необходимы проспективные исследования.

carotid atherosclerosiscerebrovascular diseasemicroRNAbiomarkersкаротидный атеросклерозцереброваскулярная патологиямикроРНКбиомаркерыSong P., Fang Z., Wang H. et al. Global and regional prevalence, burden, and risk factors for carotid atherosclerosis: a systematic review, meta-analysis, and modelling study. Lancet Glob Health. 2020;8(5):e721–e729. DOI: 10.1016/S2214-109X(20)30117-0. PMID: 32353319.Wu M.Y., Li C.J., Hou M.F., Chu P.Y. New insights into the role of inflammation in the pathogenesis of atherosclerosis. Int J Mol Sci. 2017;18(10):2034. DOI: 10.3390/ijms18102034. PMID: 28937652.Tanashyan M.M., Raskurazhev A.A., Shabalina A.A. et al. [Biomarkers of cerebral atherosclerosis: the capabilities of early diagnosis and prognosis of individual risk]. Annals of clinical and experimental neurology. 2015;9(3):20–25. (In Russ.)Танашян М.М., Раскуражев А.А., Шабалина А.А. и др. Биомаркеры церебрального атеросклероза: возможности ранней диагностики и прогнозирования индивидуального риска. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2015;9(3):20–25.Tanashyan M.M., Raskurazhev A.A., Shabalina A.A., Lagoda O.V. Sposob diagnostiki techenija “asimptomnogo” karotidnogo ateroskleroza. Patent RF, no. 2592237, 2016. (In Russ.)Танашян М.М., Раскуражев А.А., Шабалина А.А., Лагода О.В. Патент № 2592237 от 2016 г. Способ диагностики течения «асимптомного» каротидного атеросклероза.Raskurazhev A.A., Tanashyan M.M. [The role of micro-RNA in cerebrovascular disease]. Annals of clinical and experimental neurology. 2019;13(3):41–46. DOI: 10.25692/ACEN.2019.3.6. (In Russ.)Раскуражев А.А., Танашян М.М. Роль микроРНК в цереброваскулярной патологии. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2019;13(3):41–46. DOI: 10.25692/ACEN.2019.3.6.Tajbakhsh A., Bianconi V., Pirro M. et al. Efferocytosis and atherosclerosis: regulation of phagocyte function by MicroRNAs. Trends Endocrinol. Metab. 2019;30(9):672–683. DOI: 10.1016/j.tem.2019.07.006. PMID: 31383556.Raskurazhev A.A., Tanashyan M.M., Shabalina A.A. et al. Micro-RNA in patients with carotid atherosclerosis. Hum Physiol. 2020;46:880–885. DOI: 10.1134/S0362119720080113.Howard D.P.J., Gaziano L., Rothwell P.M., Oxford Vascular Study. Risk of stroke in relation to degree of asymptomatic carotid stenosis: a population-based cohort study, systematic review, and meta-analysis. Lancet Neurol. 2021;20(3):193-202. DOI: 10.1016/S1474-4422(20)30484-1. PMID: 33609477.Kim S.H., Kim G.J., Umemura T. et al. Aberrant expression of plasma microRNA-33a in an atherosclerosis-risk group. Mol Biol Rep. 2017;44(1):79–88. DOI: 10.1007/s11033-016-4082-z. PMID: 27664032.Marquart T.J., Allen R.M., Ory D.S., Baldán A. miR-33 links SREBP-2 induction to repression of sterol transporters. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(27):12228–32. DOI: 10.1073/pnas.1005191107. PMID: 20566875.Horie T., Baba O., Kuwabara Y. et al. MicroRNA-33 deficiency reduces the progression of atherosclerotic plaque in ApoE-/- mice. J Am Heart Assoc. 2012;1(6):e003376. DOI: 10.1161/JAHA.112.003376. PMID: 23316322.Kim J., Yoon H., Horie T. et al. microRNA-33 Regulates ApoE lipidation and amyloid-β metabolism in the brain. J Neurosci. 2015;35(44):14717-26. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2053-15.2015. PMID: 26538644.Bretschneider M., Busch B., Mueller D. et al. Activated mineralocorticoid receptor regulates micro-RNA-29b in vascular smooth muscle cells. FASEB J. 2016;30(4):1610–1622. DOI: 10.1096/fj.15-271254. PMID: 26728178.Silambarasan M., Tan J.R., Karolina D.S. et al. MicroRNAs in hyperglycemia induced endothelial cell dysfunction. Int J Mol Sci. 2016;17(4):518. DOI: 10.3390/ijms17040518. PMID: 27070575.Huang Y., Li J., Chen J. et al. The association of circulating MiR-29b and interleukin-6 with subclinical atherosclerosis. Cell Physiol Biochem. 2017;44:1537–1544. DOI: 10.1159/000485649. PMID: 29197872.Ulrich V., Rotllan N., Araldi E. et al. Chronic miR-29 antagonism promotes favorable plaque remodeling in atherosclerotic mice. EMBO Mol Med. 2016;8(6):643–653. DOI: 10.15252/emmm.201506031. PMID: 27137489.Deng X., Chu X., Wang P. et al. MicroRNA-29a-3p reduces TNFα-induced endothelial dysfunction by targeting tumor necrosis factor receptor 1. Mol Ther Nucleic Acids. 2019;18:903–915. DOI: 10.1016/j.omtn.2019.10.014. PMID: 31760375.Yu B., Jiang Y., Wang X., Wang S. An integrated hypothesis for miR-126 in vascular disease. Med Res Arch. 2020;8(5):2133. DOI: 10.18103/mra.v8i5.2133. PMID: 34222652.Harris T.A., Yamakuchi M., Ferlito M. et al. MicroRNA-126 regulates endothelial expression of vascular cell adhesion molecule 1. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008;105(5):1516–1521. DOI: 10.1073/pnas.0707493105. PMID: 18227515.Canfrán-Duque A., Rotllan N., Zhang X. et al. Macrophage deficiency of miR-21 promotes apoptosis, plaque necrosis, and vascular inflammation during atherogenesis. EMBO Mol Med. 2017;9(9):1244–1262. DOI: 10.15252/emmm.201607492. PMID: 28674080.Jin H., Li D.Y., Chernogubova E. et al. Local Delivery of miR-21 Stabilizes Fibrous caps in vulnerable atherosclerotic lesions. Mol Ther. 2018;26(4):1040–1055. DOI: 10.1016/j.ymthe.2018.01.011. PMID: 29503197.Cengiz M., Yavuzer S., Kılıçkıran Avcı B. et al. Circulating miR-21 and eNOS in subclinical atherosclerosis in patients with hypertension. Clin Exp Hypertens. 2015;37(8):643–649. DOI: 10.3109/10641963.2015.1036064. PMID: 26114349.