MicroRNAs (miRNAs) это небольшие некодирующие, однонитчатые РНК, которые после транскрипции регулируют экспрессию генов.¹ MiRNAs играют ключевые роли в разных биологических процессах, путем контроля временных параметров развития, клеточной дифференцировки, апоптоза и пролиферации, а также гематопоэза и органогенеза.^2-5 Эти крошечные регуляторы соединяются с 3' нетранслируемыми регионами (3'-UTR) на их транскриптах мишенях, приводя к их тотальной деградации или репрессии трансляции.^{6, 7} Разные miRNAs, как было установлено, регулируют важные сигнальные клеточные пути, такие как Wnt/β-catenin, transforming growth factor beta (TGF-β), Nodal, Notch и PI3K/AKT (Phosphatidylinositol 3-kinase/Protein kinase B).^8-12 В свою очередь, эти пути участвуют в патогенезе разных болезней (напр., раковых опухолей) и клеточных процессах (напр., кардиальная дифференцировка).^13-15

GATA4 является важным членом семейства GATA транскрипционных факторов цинковые пальчики. Он соединяется с обобщающей типичной последовательностью 5'-AGATAG-3'? которая присутствует в промоторах многих генов.¹⁶ GATA4 регулирует важный набор генов, которые участвуют в кардиальной дифференцировке и функции.^17-19 Разные исследования описывают корреляцию между аберрантной экспрессией GATA4 и прогрессированием рака.²⁰ Соответствуют этому данные, представленные Han et al,²¹, которые продемонстрировали, что восстановление экспрессии GATA4 подавляет пролиферацию клеток при раке поджелудочной железы.²²

Учитывая важные роли гена GATA4 в кардиальной дифференцировке и канцерогенезе, мы исследовали новые miRNAs в последовательности этого гена. Используя биоинформационные инструменты, доступные данные по miR-seq и молекулярные генетические процедуры, мы оценивали существование новой miRNA (GATA4-miR1), расположенной во втором интроне гена GATA4. In silico и экспериментальные исследования показали, что GATA4-miR1 целенаправленно воздействует на IGF-1R и AKT1/2 гены, вызывая арест клеточного цикла в фазе G1 и подавляя клеточную пролиферацию. Новая miRNA, может обладать терапевтическим потенциалом против рака и сердечно-сосудистых болезней.

Итак, мы идентифицировали зрелую miRNA, происходящую из предполагаемой stem-loop. In silico анализ предсказывает, что её потенциальными мишенями могут быть IGF-1R и AKT1/2 гены. В самом деле, непосредственные взаимодействия между GATA4-miR1 и 3' последовательностью нетранслируемых регионов IGF-1R и AKT1/2 генов было подтверждено с помощью метода dual luciferase. Кроме того, избыточная экспрессия GATA4-miR1 в клетках SW480 приводила к снижению экспрессии генов IGF-1R и AKT1/2, выявляемому с помощью reverse transcription quantitative (RT-q) polymerase chain reaction и Western blot анализа. Это наблюдение согласуется с предположением о негативной корреляции между паттерном экспрессии GATA4-miR1 и IGF-1R генами во время дифференцировки кардиомиоцитов. Более того, избыточная экспрессия GATA4-miR1 в SW480 и PC3 клетках приводила к достоверному увеличению sub-G1 популяции в обеих клеточных линиях, что было продемонстрировано с помощью управляемой propidium iodide проточной цитометрии. Дальнейший анализ с помощью 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyltetrazolium bromide метода показал снижение жизнеспособности и скорости пролиферации SW480 клеток с избыточной экспрессией GATA4-miR1, но не было выявлено влияния на прогрессирование апоптоза, как показала Annexin-V проточная цитометрия. В целом, GATA4-miR1 представляет собой многообещающий кандидат в области терапии рака и сердечно-сосудистых заболеваний.