Ukr.Biochem.J. 2021; Том 93, № 1, січень-лютий, c. 82-87

doi: https://doi.org/10.15407/ubj93.01.082

мРНК hsa-mir-34a та hsa-mir-124 як біомаркери для прогнозування та моніторингу лікування літієм за біполярного розладу: аналіз in silico

Orcun Avsar

Hitit University, Department of Molecular Biology and Genetics, Corum, Turkey
e-mail: orcunavsar.gen@gmail.com

Отримано: 14 липня 2020; Затверджено: 17 грудня 2020

Відомо, що літій ефективно лікує психічні розлади в людей з біполярним розладом. Метою дослідження було ідентифікувати специфічні для біполярного розладу мРНК, що пов’язані з генами-мішенями дії літію за лікування та зумовлюють відмінності клінічної відповіді. Екс­периментально перевірені мРНК із різним патерном експресії за біполярних розладів були відібрані із загальнодоступних онлайн-баз даних miRTarbase та HMDD v3.2. Для кожної мРНК прогнозували мішень та експериментально підтверджені пари мішень-мРНК отримували та аналізували за допомогою miRTarbase, HMDD v3.2, TargetScan та DIANA. Гени-мішені мРНК, пов’язані з дією літія, визначали за допомогою DrugBank. Аналіз in silico показав, що мішенню hsa-mir-34a був ген IMPA1, а мішенню hsa-mir-124 – був ген GRIA3. Дослідження показало, що IMPA1, GRIA3, hsa-mir-34a, hsa-mir-124 можуть мати потенціал молекулярних біомаркерів для оцінки та моніторингу реакції у разі лікування літієм за біполярних розладів.

Ключові слова: , , , , ,


Посилання:

  1. Forstner AJ, Hofmann  A, Maaser  A, Sumer S, Khudayberdiev S, Mühleisen  TW, Leber M, Schulze TG, Strohmaier J, Degenhardt F, Treutlein J, Mattheisen M, Schumacher J. et al. Genome-wide analysis implicates microRNAs and their target genes in the development of bipolar disorder. Transl Psychiatry. 2015;5(11):e678.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. McCormick U, Murray B, McNew B. Diagnosis and treatment of patients with bipolar disorder: A review for advanced practice nurses. J Am Assoc Nurse Pract. 2015;27(9):530-542. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. Rowland TA, Marwaha S. Epidemiology and risk factors for bipolar disorder. Ther Adv Psychopharmacol. 2018;8(9):251-269. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  4. Reinbold CS, Forstner AJ, Hecker J, Fullerton JM, Hoffmann P, Hou L, Heilbronner U, Degenhardt F, Adli M, Akiyama K. et al. Analysis of the Influence of microRNAs in Lithium Response in Bipolar Disorder. Front Psychiatry. 2018;9:207. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  5. Chiu CT, Wang Z, Hunsberger JG, Chuang DM. Therapeutic potential of mood stabilizers lithium and valproic acid: beyond bipolar disorder. Pharmacol Rev. 2013;65(1):105-142. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  6. Piedade D, Azevedo-Pereira JM. The Role of microRNAs in the Pathogenesis of Herpesvirus Infection. Viruses. 2016;8(6):156.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  7. Alural B, Genc S, Haggarty SJ. Diagnostic and therapeutic potential of microRNAs in neuropsychiatric disorders: Past, present, and future. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2017;73:87-103. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  8. Huang HY, Lin YCD, Li J, Huang KY, Shrestha S, Hong HC, Tang Y, Chen YG, Jin CN, Yu Y, Xu JT, Li YM, Cai XX, Zhou ZY, Chen XH, Pei YY, Hu L, Su JJ, Cui SD, Wang F, Xie YY, Ding SY, Luo MF, Chou  CH, Chang NW, Chen KW, Cheng YH, Wan XH, Hsu WL, Lee TY, Wei FX, Huang HD. miRTarBase 2020: updates to the experimentally validated microRNA-target interaction database. Nucleic Acids Res. 2020;48(D1):D148-D154. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Huang Z, Shi J, Gao Y, Cui C, Zhang S, Li J, Zhou Y, Cui Q. HMDD v3.0: a database for experimentally supported human microRNA-disease associations. Nucleic Acids Res. 2019;47(D1):D1013-D1017. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  10. Agarwal V, Bell GW, Nam JW, Bartel DP. Predicting effective microRNA target sites in mammalian mRNAs. Elife. 2015;4:e05005. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  11. Vlachos IS, Hatzigeorgiou AG. Functional analysis of miRNAs using the DIANA tools online suite. In: Schmidt M. (eds) Drug Target miRNA. Methods in Molecular Biology, 2017; vol. 1517. Humana Press, New York, NY.  CrossRef
  12. Wishart DS, Feunang YD, Guo AC, Lo J, Marcu A, Grant JR, Sajed T, Johnson D, Li C, Sayeeda Z, Assempour N, Iynkkaran I, Liu Y, Maciejewski A, Gale N, Wilson A, Chin L, Cummings R, Le D, Pon A, Knox C, Wilson M. DrugBank 5.0: a major update to the DrugBank database for 2018. Nucleic Acids Res. 2018;46(D1):D1074-D1082. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  13. López-Muñoz F, Shen WW, D’Ocon P, Romero A, Álamo C. A History of the Pharmacological Treatment of Bipolar Disorder. Int J Mol Sci. 2018;19(7):2143. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  14. Anand A, McClintick JN, Murrell J, Karne H, Nurnberger JI, Edenberg HJ. Effects of Lithium Monotherapy for Bipolar Disorder on Gene Expression in Peripheral Lymphocytes. Mol Neuropsychiatry. 2016;2(3):115-123. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  15. Oedegaard KJ, Alda M, Anand A, Andreassen OA, Balaraman Y, Berrettini WH, Bhattacharjee A, Brennand KJ, Burdick KE, Calabrese JR, Calkin CV, Claasen A, Coryell  WH, Craig D, DeModena A. et al.  The Pharmacogenomics of Bipolar Disorder study (PGBD): identification of genes for lithium response in a prospective sample. BMC Psychiatry. 2016;16:129. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  16. Kim Y, Zhang Y, Pang K, Kang H, Park H, Lee Y, Lee B, Lee HJ, Kim WK, Geum D, Han K. Bipolar Disorder Associated microRNA, miR-1908-5p, Regulates the Expression of Genes Functioning in Neuronal Glutamatergic Synapses. Exp Neurobiol. 2016;25(6):296-306. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  17. Cryns K, Shamir A, Acker NV, Levi I, Daneels G, Goris I, Bouwknecht JA, Andries L, Kass S, Agam G, Belmaker H, Bersudsky Y, Steckler T, Moechars D. IMPA1 is essential for embryonic development and lithium-like pilocarpine sensitivity. Neuropsychopharmacology. 2008;33(3):674-684.  PubMed, CrossRef
  18. Sjøholt G, Ebstein RP, Lie RT,  Berle JØ, Mallet J, Deleuze JF, Levinson DF, Laurent C, Mujahed M, Bannoura I, Murad I, Molven A, Steen VM. Examination of IMPA1 and IMPA2 genes in manic-depressive patients: association between IMPA2 promoter polymorphisms and bipolar disorder. Mol Psychiatry. 2004;9(6):621-629. PubMed, CrossRef
  19. Ohnishi T, Tanizawa Y, Watanabe A, Nakamura T, Ohba H, Hirata H, Kaneda C, Iwayama Y, Arimoto T, Watanabe K, Mori I, Yoshikawa T. Human myo-inositol monophosphatase 2 rescues the nematode thermotaxis mutant ttx-7 more efficiently than IMPA1: functional and evolutionary considerations of the two mammalian myo-inositol monophosphatase genes. J Neurochem. 2013;124(5):685-694. PubMed, CrossRef
  20. Fang J, An X, Chen S, Yu Z, Ma Q, Qu H. Case-control study of GRIA1 and GRIA3 gene variants in migraine. J Headache Pain. 2015;17:2. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  21. Ripka S, Riedel J, Neesse A, Griesmann H, Buchholz M, Ellenrieder V, Moeller F, Bart P, Gress TM, Michl P. Glutamate receptor GRIA3–target of CUX1 and mediator of tumor progression in pancreatic cancer. Neoplasia. 2010;12(8):659-667. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  22. Davies B, Brown LA, Cais O, Watson J, Clayton AJ, Chang VT, Biggs D, Preece C, Hernandez-Pliego P, Krohn J, Bhomra A, Twigg SRF, Rimmer A, Kanapin A. et al. A point mutation in the ion conduction pore of AMPA receptor GRIA3 causes dramatically perturbed sleep patterns as well as intellectual disability. Hum Mol Genet. 2017;26(20):3869-3882. PubMed, PubMedCentral, CrossRef

Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.