Тканеспецифичность экспрессии микроРНК при болезни Паркинсона Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

DOI: 10.24412/2226-0757-2022-12904 Актуальные ВОПрОСЫ НеВрОЛОГИИ

Тканеспецифичность экспрессии микроРНК при болезни Паркинсона

Н.С. Ардаширова, Н.Ю. Абрамычева, П.Л. Ануфриев, Е.Ю. Федотова, С.Н. Иллариошкин

Болезнь Паркинсона (БП) характеризуется накоплением а-синуклеинсодержащих включений в структурах головного мозга, причем формирование патологии а-синуклеина начинается в вегетативных нейронах стенки кишечника и обонятельного эпителия. В патогенезе БП имеют значение множество факторов, среди которых важная роль отводится эпигенетической регуляции экспрессии различных генов риска с участием микроРНК. В проведенном нами исследовании на образцах кожи, слюнных желез, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки, толстой кишки, прямой кишки, полученных при аутопсии 3 пациентов с БП, изучалась экспрессия 7 микроРНК (т^-7-5р, т^-29а-3р, т^-30с-5р, т^-126-3р, т^-132-3р, т^-146а-5р, т^-221-3р), изменения которых были наиболее значимыми в нескольких проведенных ранее исследованиях. Результаты сопоставлялись с экспрессией указанных микроРНК в лейкоцитах крови пациентов с БП. Установлена четкая тканеспецифичность экспрессии микроРНК, при этом уровень микроРНК в образцах периферических тканей зачастую превышал таковой в лейкоцитах крови. Уровни т^-7-5р, т^-29а-3р и т^-132-3р были значительно (на порядок) повышены в головном мозге по сравнению с лейкоцитами, тогда как для т^-146а-5р была характерна относительно низкая экспрессия в центральной нервной системе (ЦНС). Таким образом, изучение молекулярного патогенеза заболевания требует прицельных исследований микроРНК на соответствующем материале головного мозга, поскольку характер экспрессии микроРНК в ЦНС и периферических тканях может существенно различаться.

Ключевые слова: болезнь Паркинсона, микроРНК, экспрессия, а-синуклеин, аутопсийный материал.

Введение

Болезнь Паркинсона (БП) - распространенное нейро-дегенеративное заболевание, которое характеризуется накоплением а-синуклеинсодержащих включений (телец и нейритов Леви) в структурах головного мозга и постепенной утратой дофаминергических нейронов компактной части черной субстанции [1]. Точная прижизненная диагностика БП затруднена; окончательный диагноз устанавливается на аутопсии при наличии основных патоморфологиче-ских признаков этого заболевания [2].

Головной мозг не является первой мишенью, которая поражается при БП. Согласно теории Браака, предложенной в 2003 г., спорадическая БП начинает развиваться вследствие воздействия неизвестного патогена на уровне желудочно-кишечного тракта, в результате чего происходит накопление а-синуклеина в вегетативных нейронах мейсснерова и ауэрбахова сплетений и последующее рас-

ФГБНУ "Научный центр неврологии", Москва. Наталья Сергеевна Ардаширова - аспирант 5-го неврологического отделения.

Наталья Юрьевна Абрамычева - канд. биол. наук, вед. науч. сотр., зав. молекулярно-генетической лабораторией 5-го неврологического отделения. Павел Лазаревич Ануфриев - канд. мед. наук, ст. науч. сотр., врач-патологоанатом лаборатории нейроморфо-логии.

Екатерина Юрьевна Федотова - докт. мед. наук, рук. 5-го неврологического отделения.

Сергей Николаевич Иллариошкин - докт. мед. наук, профессор, акад. РАН, зам. директора по научной работе, директор Института мозга.

Контактная информация: Ардаширова Наталья Сергеевна, ardashirova.n@yandex.ru

пространение агрегатов a-синуклеина в каудальные ядра ствола мозга по волокнам блуждающего нерва [3]. Впоследствии была предложена гипотеза "двойного удара" (dual-hit hypothesis), которая предполагает, что патологический процесс с накоплением a-синуклеина начинается в обонятельных нейронах и вегетативных сплетениях стенки кишечника и затем транссинаптически распространяется вдоль сформированных нейрональных путей в центральной нервной системе (ЦНС) [4]. Для этой гипотезы имеются определенные клинические и патоморфологические обоснования [5, 6]. Известно, что задолго до появления моторных симптомов БП пациентов могут беспокоить симптомы со стороны желудочно-кишечного тракта, например запоры, что связывают с накоплением a-синуклеина в нервных сплетениях стенки кишечника [7]. Также до появления двигательных нарушений может возникать гипосмия, которая ассоциирована с агрегацией a-синуклеиновых включений в обонятельных структурах [8, 9].

Классификация нейродегенеративного процесса при БП по Брааку основывается на патоморфологических данных [10]:

• 1-я стадия: тельца Леви обнаруживаются только в продолговатом мозге и/или в промежуточной ретикулярной зоне;

• 2-я стадия: патология, соответствующая 1-й стадии, + + заднее ядро шва, гигантоклеточные ретикулярные ядра и комплекс голубого пятна;

• 3-я стадия: патология, соответствующая 2-й стадии, + + вовлечение среднего мозга, в частности компактной части черной субстанции;

Таблица 1. Последовательности stem-loop праймеров для об-

• 4-я стадия: патология, соответствующая 3-й стадии, + + вовлечение структур переднего мозга. Вовлечение коры ограничено трансэнторинальным регионом и алло-кортексом; неокортекс не поражен;

• 5-я стадия: патология, соответствующая 4-й стадии, + + вовлечение префронтальной коры и ассоциативных областей сенсорной коры;

• 6-я стадия: патология, соответствующая 5-й стадии, + + вовлечение первичных ассоциативных зон неокортекса и премоторной коры, небольшие изменения в первичных зонах сенсорной и моторной коры.

Патогенез БП остается предметом интенсивных исследований. На сегодняшний день большая роль в молекулярных механизмах заболевания отводится генетическим и эпигенетическим факторам, конформационным изменениям белков, нарушению убиквитин-протеасомного взаимодействия, лизосомальной недостаточности, митохон-дриальной дисфункции, оксидативному стрессу и другим факторам. В последние годы активно изучается влияние микроРНК как одного из важных эпигенетических регуляторов экспрессии и активности генов.

МикроРНК является классом некодирующих РНК длиной 19-24 нуклеотида. Установлено, что они участвуют в развитии нервной системы и поддержании ее гомеоста-за, а также имеют прямое отношение к таким патологическим процессам, как гипоксия-ишемия, нейровоспаление и нейродегенерация [11, 12]. МикроРНК реализуют свой механизм действия через РНК-сайленсинг, т.е. выступают в качестве агентов, способных специфически подавлять активность генной экспрессии. У 1 микроРНК может быть до 200 мишеней, поэтому даже незначительные изменения в структуре и функции микроРНК могут приводить к масштабным функциональным сетевым сдвигам и развитию того или иного патологического процесса [13].

Роль микроРНК изучается при многих мультифакторных заболеваниях. Выявлено изменение паттерна экспрессии

микроРНК при различных злокачественных новообразованиях [14]. Экспрессия микроРНК определенным образом изменяется и при заболеваниях ЦНС - болезни Альцгей-мера, инсульте, эпилепсии, рассеянном склерозе, боковом амиотрофическом склерозе, болезни Гентингтона [15]. При БП также проводились исследования уровня и соотношения различных микроРНК в головном мозге и в крови [16-18]. Полученные на сегодняшний день данные довольно противоречивы, однако для некоторых микроРНК была продемонстрирована дифференциальная экспрессия при БП по сравнению с контролем более чем в одном исследовании [19-27]. Именно такие микроРНК были выбраны для анализа в настоящей работе.

Целью пилотного исследования была оценка экспрессии 7 микроРНК (т^-7-5р, т^-29а-3р, т^-30с-5р, т^-126-3р, т^-132-3р, miR-146a-5p, miR-221-3p) в ЦНС и в периферических тканях, где может обнаруживаться патологическое накопление а-синуклеина, по сравнению с их экспрессией в лейкоцитах крови у пациентов с БП.

Материал и методы

Для оценки экспрессии микроРНК в периферических тканях и ткани головного мозга исследовались образцы, полученные при аутопсии у 3 пациентов с БП. Образцы хранились в виде парафиновых блоков.

Пациент В., 70 лет. Диагноз: БП, смешанная форма. Длительность заболевания 7 лет. Пациент получал 3-ком-понентную противопаркинсоническую терапию, в том числе леводопасодержащими препаратами. Причина смерти: острый трансмуральный инфаркт переднебоковой стенки миокарда.

Пациентка А., 47 лет. Диагноз: БП, смешанная форма, выраженные моторные флуктуации и лекарственные дис-кинезии. Длительность заболевания 10 лет. Причина смерти: острая сердечная недостаточность на фоне тяжелого сепсиса.

Пациентка М., 61 год. Диагноз: БП, смешанная форма. Длительность заболевания 4 года. Противопаркинсони-ческую терапию не получала в связи с непереносимостью данных препаратов. Причина смерти: острая почечная недостаточность.

Исследовались следующие образцы периферических тканей: кожи, слюнных желез, пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки, толстой кишки, прямой кишки. Выбор периферических тканей для оценки экспрессии микроРНК был обусловлен тем, что именно в них выявляются агрегаты а-синуклеина, в том числе в виде характерной фосфо-рилированной формы белка. Из структур ЦНС (они были доступны для пациента В.) исследовались образцы стриа-тума и коры лобной доли. Выбор именно этих образцов был обусловлен результатами нашей предшествующей морфологической работы, в которой у пациента В. иммуногисто-химическим методом было выявлено наличие фосфорили-

ратной транскрипции микроРНК

МикроРНК Последовательность праймера

miR-191-5p 5'-CTCAACTGGTGTCGTGGAGTCGGCAATTCAGTTGAG AGCTGCTT-3'

miR-7-5p 5'-CTCAACTGGTGTCGTGGAGTCGGCAATTCAGTTGAG CAACAAAA-3'

miR-29a-3p 5'-CTCAACTGGTGTCGTGGAGTCGGCAATTCAGTTGAG TAACCGATT-3'

miR-30c-5p 5'-CTCAACTGGTGTCGTGGAGTCGGCAATTCAGTTGAG CTGAGAG-3'

miR-126-3p 5'-CTCAACTGGTGTCGTGGAGTCGGCAATTCAGTTGAG CGCATTATT-3'

miR-132-3p 5'-CTCAACTGGTGTCGTGGAGTCGGCAATTCAGTTGAG CGACCATG-3'

miR-146a-5p 5'-CTCAACTGGTGTCGTGGAGTCGGCAATTCAGTTGAG AACCCATG-3'

miR-221-3p 5'-CTCAACTGGTGTCGTGGAGTCGGCAATTCAGTTGAG AAACCCAG-3'

Таблица 2. Последовательности праймеров и зондов

МикроРНК Последовательность МикроРНК Последовательность

miR-191-5p miR-126-3p

праймер 5'-AGCTGGGCAACGGAATCCCAAAA-3' праймер 5'-AGCTGGGTCGTACCGTGAGTAA-3'

зонд 5'-(R6G)-TTCAGTTGAGAGCTGCTT-(RTQ1)-3' зонд 5'-(FAM)-TTCAGTTGAGCGCATTATT-(RTQ1)-3'

miR-7-5p miR-132-3p

праймер 5'-AGCTGGGTGGAAGACTAGTGATT-3' праймер 5'-AGCTGGGTAACAGTCTACAGCCA-3'

зонд 5'-(FAM)-TTCAGTTGAGCAACAAAA-(RTQ1)-3' зонд 5'-(FAM)-TTCAGTTGAGCGACCATG-(RTQ1)-3'

miR-29a-3p miR-146a-5p

праймер 5'-AGCTGGGTAGCACCATCTGAAAT-3' праймер 5'-AGCTGGGTGAGAACTGAATTCCA-3'

зонд 5'-(FAM)-TTCAGTTGAGTAACCGATT-(RTQ1)-3' зонд 5'-(FAM)-TTCAGTTGAGTACCTGCA-(RTQ1)-3'

miR-30c-5p miR-221-3p

праймер 5'-AGCTGGGTGTAAACATCCTACACT-3' праймер 5'-AGCTGGGAGCTACATTGTCTGCT-3'

зонд 5'-(FAM)-TTCAGTTGAGCTGAGAG-(RTQ1)-3' зонд 5'-(FAM)-TTCAGTTGAGAAACCCAG-(RTQ1)-3'

Универсальный обратный праймер 5'-CTGGTGTCGTGGAGTC-3'

рованного a-синуклеина и телец Леви в указанных областях мозга [6].

Препараты из парафиновых блоков нарезали на микротоме, выделяли интересующую область, затем образцы подвергали депарафинизированию ксилолом с последующей отмывкой этанолом и проводили выделение РНК с помощью набора для выделения РНК из парафиновых блоков RNeasy FFPE Kit (Qiagen) по стандартному протоколу производителя.

Для оценки экспрессии miR-7-5p, miR-29a-3p, miR-30c-5p, miR-126-3p, miR-132-3p, miR-146a-5p и miR-221-3p проводилась обратная транскрипция с использованием специфичных для каждой микроРНК stem-loop праймеров (табл. 1). Затем проводилась полимеразная цепная реакция в реальном времени в мультиплексном режиме с целевой и референсной РНК. Праймеры представлены в табл. 2. В качестве референсной РНК была выбрана miR-191-5p. Выбор 7 исследуемых микроРНК был обуслов-

лен тем, что ранее в литературе была показана дифференциальная экспрессия данных микроРНК при БП [19-27].

Экспрессия микроРНК в лейкоцитах крови была исследована в группе пациентов с БП (n = 70) и в контрольной группе (n = 40) с той же референсной микроРНК и с идентичными праймерами. В данной работе уровни микроРНК для лейкоцитарной фракции у пациентов с БП и для ауто-псийных случаев нормировались по уровням соответствующих микроРНК в лейкоцитах контрольной группы.

Результаты

На рис. 1 суммированы полученные данные по экспрессии изученных микроРНК в периферических тканях и в областях головного мозга аутопсийных случаев, а также для сравнения приведены значения соответствующих микроРНК в лейкоцитах в виде медианы и квартилей.

Как видно из рис. 1, экспрессия микроРНК в периферических тканях имела большой разброс и значительно

(а)

60 г

о 3 40

о

Я 20\

т (в) и

3

и о

О)

о.

СО

ДПК1

ПрК1 TK1

ю

Лей Жел1 Пищ1

•___

Лей

Жел2

ПищЗ

О

Л6Д1

Стрм1

дпк1 ТК1

ж о°о о

^ UnpKi

Кж1 Пии*1

О

СлЖ2

СлЖЗ

Кж2 Жел2

о о к*з ЖелЗ

О •

Стрм1

Л6Д1

(б)

О

3

со

20 г

15

10

Сгрм1

СлЖ1 Кж1

Жел1

О

Кж2 Жел3

О СлЖ2 • Жел2

О ОкжЗ

Л6Д1

- Лей

Рис. 1. Уровни изученных микроРНК в лейкоцитах, периферических тканях и головном мозге: а - тлЯ-7-5р; б - miR-29a-3р; в -тлЯ-30с-5р; г - тнЯ-126-3р; д - тлЯ-132-3р; е - тнЯ-146а-5р; ж -тлЯ-221-3р. ДПК - двенадцатиперстная кишка, Жел - желудок, Кж - кожа, ЛбД - лобная доля, Лей - лейкоциты, Пищ - пищевод, ПрК - прямая кишка, СлЖ - слюнная железа, Стрм - стриатум, ТК - толстая кишка. Красным цветом обозначены лейкоциты крови, желтым - периферические ткани, зеленым - области головного мозга. 1 - пациент В., 2 - пациентка А., 3 - пациентка М.

(г) о

о и Ф о.

СО

10,

Лей

Кж1 СлЖ1

Жел1

О

Кж2

ЖелЗ , Жел2 „ i

°о° •

СлЖ2

Стрм1

Л6Д1

(Д)

30 г

о

3 20

и

8 ю

со

Лей

ДПК1 ' Пищ1 TK1

ЖелЗ

Жел2

СлЖЗ Стрм'# ф ф/Ш • Л6Д1 СлЖ2 КжЗ

(е)

100

о

3

со

50

Лей

Кж1

СлЖ1 ДПК1

о О

Q и Пищ1

Кж2

, КжЗ

Г -^О^3 Стрм1 Л6Д1

Жел1

СлЖ2

(Ж)

Юг

о

3

о о 1) CL

05

Рис. 1. Окончание.

ДПК1

Кж1

гл ЖЙГ ТК1

О о п^о

Пищ1

,9

Лей

Кж2

Жел2

СлЖЗ

сР об

'n-WO

Стрм1

СлЖ2

КжЗ

Р

ЖелЗ

Л6Д1

(б)

16 г

8Z

ф DC

со -

12

Мозг

Лейкоциты

Мозг

Лейкоциты

(в)

о

о ii ш О

и

со

(Д)

о

о ii

aj О ^

со

(ж)

О I? О ^ 03 О

и

СО

20 15 10 5 0

С) 14 г

Мозг

Лейкоциты

Мозг

Лейкоциты

Мозг

Лейкоциты

Of

ш ее

a g

со

(О)

0} ос

S £ со -

(3)

0) ос

у g

со -

13 12 11 10

13

11

16

14

12

10

Мозг

Лейкоциты

Мозг

Лейкоциты

Мозг

Лейкоциты

Рис. 2. Уровни микроРНК в ткани головного мозга и в лейкоцитах крови: сравнение полученных нами результатов (а, в, д, ж, и, л, н) и данных атласа DIANA-miTED (б, г, е, з, к, м, о): а, б - miR-7-5p; в, г - ^^-29а-3р; д, е - miR-30c-5p; ж, з - miR126-3p; и, к -miR-132-3p; л, м - ^^-146а-5р; н, о - miR-221-3p. RPM - read per million (число чтений на миллион).

(и)

к S

О

о

(1) о

и

со

(л)

о ir о — aj О

h со

(Н)

О

<в О

fs

со

20

2 г

1 -

Мозг

Лейкоциты

Мозг

Лейкоциты

Мозг

Лейкоциты

(к)

из dc

у г

со —

(м)

аз ос

у г

со —

(о)

в"

аз DC

^ г

со ~

12 10 8 6

14 12 10 8 6

13 11 9 7

Мозг

Лейкоциты

Мозг

Лейкоциты

Мозг

Лейкоциты

Рис. 2. Окончание.

варьировала. При этом уровень микроРНК в образцах периферических тканей зачастую превышал таковой в лейкоцитах крови. Уровни микроРНК в структурах головного мозга относительно сравнимы между собой (стриатум - кора лобной доли) и, так же как и для периферических тканей, в большинстве случаев превышают уровни соответствующих микроРНК в лейкоцитах крови.

Для оценки сопоставимости уровней микроРНК в лейкоцитах и уровней этих же некодирующих РНК в образцах ЦНС было проведено сравнение полученных собственных результатов с данными атласа экспрессии микроРНК (DIANA-miTED), где представлены данные по здоровым лицам, полученные при NGS-секвенировании (NGS - next generation sequencing (секвенирование нового поколения)) транскриптома (рис. 2) [28].

Показательно, что при сравнении собственных результатов и данных атласа для всех микроРНК был выявлен схожий паттерн отношения экспрессии головной мозг-лейкоциты. Так, уровни 3 микроРНК - miR-7-5p, miR-29a-3p и miR-132-3p - были значительно повышены в головном мозге по сравнению с лейкоцитами (в 10 раз и более). Существенное повышение экспрессии в головном мозге по сравнению с лейкоцитами отмечалось и для miR-30c-5p, miR-126-3p и miR-221-3p (в 2-5 раз). Напротив, для miR-146a-5p был характерен относительно пониженный уровень в структурах головного мозга как по нашим данным, так и по данным атласа DIANA-miTED.

Обсуждение

Экспрессия микроРНК в разных тканях, согласно данным литературы, существенно различается [29-31]. В на-

шей работе также была выявлена значительная вариабельность уровней микроРНК, которая зависела от исследуемой ткани. В частности, было отмечено, что большинство микроРНК в количественном отношении в большей степени представлены в различных периферических тканях и в структурах головного мозга по сравнению с лейкоцитами. Вероятно, это связано с тем, что функциональная регуляция некодирующих РНК является наиболее важной в высокоспециализированных клетках, особенно в нейронах ЦНС [29, 32]. Известно, что представленность и разнообразие микроРНК в головном мозге являются одними из самых высоких в организме, что подчеркивает роль микроРНК в качестве одного из ключевых механизмов регуляции деятельности мозга [33].

Отчетливая тканеспецифичность микроРНК ставит под вопрос возможность изучения патогенеза неврологических заболеваний при экстраполяции данных, полученных в клетках периферической крови, на клетки ЦНС. Лейкоциты и выявляемые в них изменения микроРНК при ней-родегенерации скорее следует рассматривать в качестве доступного диагностического биомаркера заболевания. Продемонстрированная в нашей работе однонаправленность изменений экспрессии изученных микроРНК в крови и головном мозге при БП требует дальнейших подтверждений с исследованием большего количества нормальных и патологических образцов.

В работе проводилось сопоставление полученных нами результатов с общедоступной базой данных по экспрессии микроРНК в различных тканях [28]. Подобные базы данных стали появляться только в последнее время, и пока, к со-

жалению, они являются разрозненными, неунифицирован-ными и фрагментарными (в отличие от аналогичных баз по матричным РНК). Однако их появление всё же позволило проводить сопоставления с собственными данными. В настоящей работе такое сравнение показало, что, несмотря на различия в методах определения экспрессии микроРНК и в статусе обследованных (пациенты с БП vs здоровые лица), полученные результаты оказались сопоставимыми.

Основными ограничениями данной работы являются малое количество доступных для исследования образцов, сопоставление с нормой по общедоступной базе, а не по собственным результатам, а также наличие сопутствующей соматической патологии в 2 из 3 аутопсийных случаев. При этом, если говорить об исследованных образцах головного мозга пациента В., то в данном случае отсутствовала значимая хроническая патология, которая могла бы существенно исказить полученные результаты. Преимуществом нашей работы является предшествующее детальное пато-морфологическое исследование материала ЦНС и точное подтверждение диагноза на основании выявления специфичных для БП изменений - телец Леви и накоплений фос-форилированного a-синуклеина.

Отдельно надо отметить, что исследование микроРНК в настоящей работе проводилось на материале из парафиновых блоков после длительного их хранения (в случае образцов областей головного мозга длительность хранения составила 5 лет). Полученные результаты подтверждают сохранность микроРНК и возможность их исследования в архивном материале.

Заключение

Таким образом, микроРНК имеют различный паттерн экспрессии в тканях. В настоящее время лейкоциты крови представляются информативным субстратом для поиска диагностических биомаркеров БП, в то время как изучение молекулярного патогенеза заболевания требует прицельных исследований на соответствующем материале головного мозга. Нуждается в дальнейшем изучении гипотеза о том, что изменения экспрессии микроРНК при БП в лейкоцитах отражают аналогичные изменения в головном мозге и имеют однонаправленный характер.

Список литературы

1. Armstrong MJ, Okun MS. Diagnosis and treatment of Parkinson disease: a review. JAMA 2020 Feb;323(6):548-60.

2. Poewe W, Seppi K, Tanner CM, Halliday GM, Brundin P, Volkmann J, Schrag AE, Lang AE. Parkinson disease. Nature Reviews. Disease Primers 2017 Mar;3:17013.

3. Braak H, Rub U, Gai WP, del Tredici K. Idiopathic Parkinson's disease: possible routes by which vulnerable neuronal types may be subject to neuroinvasion by an unknown pathogen. Journal of Neural Transmission 2003 May;110(5):517-36.

4. Hawkes CH, del Tredici K, Braak H. Parkinson's disease: a dual-hit hypothesis. Neuropathology and Applied Neurobiology 2007;33(6):599-614.

5. Rietdijk CD, Perez-Pardo P, Garssen J, van Wezel RJ, Kraneveld AD. Exploring Braak's hypothesis of Parkinson's disease. Frontiers in Neurology 2017 Feb;13:37.

6. Salkov VN, Voronkov DV, Khacheva KK, Fedotova EY, Khudoer-kov RM, Illarioshkin SN. Clinical and morphological analysis of a case of Parkinson's disease. Arkhiv Patologii 2020;82(2):52-6.

7. Melki R. Role of different alpha-synuclein strains in synucleinopa-thies, similarities with other neurodegenerative diseases. Journal of Parkinson's Disease 2015;5(2):217-27.

8. Ross GW, Abbott RD, Petrovitch H, Tanner CM, Davis DG, Nelson J, Markesbery WR, Hardman J, Masaki K, Launer L, White LR. Association of olfactory dysfunction with incidental Lewy bodies. Movement Disorders 2006 Dec;21(12):2062-7.

9. Janssen Daalen JM, Tosserams A, Mahlknecht P, Seppi K, Blo-em BR, Darweesh SLK. Towards subgroup-specific risk estimates: a meta-analysis of longitudinal studies on olfactory dysfunction and risk of Parkinson's disease. Parkinsonism & Related Disorders 2021 Mar;84:155-63.

10. Braak H, del Tredici K, Rüb U, de Vos RA, Jansen Steur EN, Braak E. Staging of brain pathology related to sporadic Parkinson's disease. Neurobiology of Aging 2003 Mar-Apr;24(2):197-211.

11. Ma F, Zhang X, Yin KJ. MicroRNAs in central nervous system diseases: a prospective role in regulating blood-brain barrier integrity. Experimental Neurology 2020 Jan;323:113094.

12. Cho KHT, Xu B, Blenkiron C, Fraser M. Emerging roles of miRNAs in brain development and perinatal brain Injury. Frontiers in Physiology 2019 Mar;10:227.

13. Leggio L, Vivarelli S, L'Episcopo F, Tirolo C, Caniglia S, Testa N, Marchetti B, Iraci N. MicroRNAs in Parkinson's disease: from pathogenesis to novel diagnostic and therapeutic approaches. International Journal of Molecular Sciences 2017 Dec;18(12):2698.

14. Peng Y, Croce CM. The role of microRNAs in human cancer. Signal Transduction and Targeted Therapy 2016 Jan;1:15004.

15. Hussein M, Magdy R. MicroRNAs in central nervous system disorders: current advances in pathogenesis and treatment. The Egyptian Jouranl of Neurology, Psychiatry and Neurosurgery 2021 Mar;57(1):36.

16. Thome AD, Harms AS, Volpicelli-Daley LA, Standaert DG. MicroRNA-155 regulates alpha-synuclein-induced inflammatory responses in models of Parkinson disease. The Journal of Neuroscience 2016 Feb;36(8):2383-90.

17. Kim W, Lee Y, McKenna ND, Yi M, Simunovic F, Wang Y, Kong B, Rooney RJ, Seo H, Stephens RM, Sonntag KC. miR-126 contributes to Parkinson's disease by dysregulating the insulin-like growth factor/phosphoinositide 3-kinase signaling. Neurobiology of Aging 2014 Jul;35(7):1712-21.

18. Briggs CE, Wang Y, Kong B, Woo TU, Iyer LK, Sonntag KC. Midbrain dopamine neurons in Parkinson's disease exhibit a dysreg-ulated miRNA and target-gene network. Brain Research 2015 Aug;1618:111-21.

19. Shu Y Qian J, Wang C. Aberrant expression of microRNA-132-3p and microRNA-146a-5p in Parkinson's disease patients. Open Life Sciences 2020 Sep;15(1):647-53.

20. Han L, Tang Y, Bai X, Liang X, Fan Y Shen Y, Huang F, Wang J. Association of the serum microRNA-29 family with cognitive impairment in Parkinson's disease. Aging 2020 Jul;12(13):13518-28.

21. Yang Z, Li T, Li S, Wei M, Qi H, Shen B, Chang RC, Le W, Piao F. Altered expression levels of microRNA-132 and Nurr1 in peripheral blood of Parkinson's disease: potential disease biomarkers. ACS Chemical Neuroscience 2019 May;10(5):2243-9.

22. Rao P, Benito E, Fischer A. MicroRNAs as biomarkers for CNS disease. Frontiers in Molecular Neuroscience 2013 Nov;6:39.

23. Singh A, Sen D. MicroRNAs in Parkinson's disease. Experimental Brain Research 2017 Aug;235(8):2359-74.

24. Wang J, Chen J, Sen S. MicroRNA as biomarkers and diagnostics. Journal of Cellular Physiology 2016 Jan;231(1):25-30.

25. Schulz J, Takousis P, Wohlers I, Itua IOG, Dobricic V, Rücker G, Binder H, Middleton L, Ioannidis JPA, Perneczky R, Bertram L, Lill CM. Meta-analyses identify differentially expressed microRNAs in Parkinson's disease. Annals of Neurology 2019 Jun;85(6):835-51.

26. Margis R, Margis R, Rieder CRM. Identification of blood microRNAs associated to Parkinson's disease. Journal of Biotechnology 2011 Mar;152(3):96-101.

27. Nies YH, Mohamad Najib NH, Lim WL, Kamaruzzaman MA, Yahaya MF, Teoh SL. MicroRNA dysregulation in Parkinson's disease: a narrative review. Frontiers in Neuroscience 2021 Apr;15:660379.

28. Kavakiotis I, Alexiou A, Tastsoglou S, Vlachos IS, Hatzigeorgiou AG. DIANA-miTED: a microRNA tissue expression database. Nucleic Acids Research 2022 Jan;50(D1):D1055-61.

29. Ludwig N, Leidinger P, Becker K, Backes C, Fehlmann T, Pallasch C, Rheinheimer S, Meder B, Stähler C, Meese E, Keller A. Distribution of miRNA expression across human tissues. Nucleic Acids Research 2016 May;44(8):3865-77.

30. Sun H, Chen Y, Guan L. MicroRNA expression profiles across blood and different tissues in cattle. Scientific Data 2019 Feb;6:190013.

31. Filatova EV, Alieva A, Shadrina MI, Slominsky PA. Differences in relative levels of 88 microRNAs in various regions of the normal adult human brain. MicroRNA (Sharjah, United Arab Emirates) 2017 Aug;6(2):125-35.

32. Adlakha YK, Saini N. Brain microRNAs and insights into biological functions and therapeutic potential of brain enriched miRNA-128. Molecular Cancer 2014 Feb;13:33.

33. Brennan GP, Henshall DC. MicroRNAs as regulators of brain function and targets for treatment of epilepsy. Nature Review. Neurology 2020 Sep;16(9):506-19. 4

Tissue-specific Expression of MicroRNA in Parkinson's Disease

N.S. Ardashirova, N.Yu. Abramycheva, P.L. Anufriev, E.Yu. Fedotova, and S.N. Illarioshkin

Parkinson's disease (PD) is characterized by the accumulation of inclusions containing a-synuclein in brain structures. The formation of pathological a-synuclein is initiated in autonomic neurons of intestinal wall and olfactory epithelium. A number of factors play an important role in PD pathogenesis, especially epigenetic regulation of expression of different risk genes involving microRNA. The present research was studying the expression of 7 microRNAs (miR-7-5p, miR-29a-3p, miR-30c-5p, miR-126-3p, miR-132-3p, miR-146a-5p, and miR-221-3p) using autopsy material of 3 patients with PD (skin samples, salivary glands, esophagus, gaster, duodenum, colon, and rectum), changes in them shown to be the most significant in several previous studies. The results were compared with the expression of listed microRNAs in white blood cells of PD patients. Clear tissue-specificity was defined for microRNA expression, the level of microRNA in peripheral tissues often exceeding that of white blood cells. miR-7-5p, miR-29a-3p, and miR-132-3p levels were significantly (by times) increased in the brain compared to white blood cells, whereas miR-146a-5p was characterized by a relatively low expression in central nervous system (CNS). Therefore, study of molecular pathogenesis of this disease requires targeted microRNA research using relevant brain material since the type of microRNA expression in CNS and peripheral tissues can substantially differ.

Key words: Parkinson's disease, microRNA, expression, a-synuclein, autopsy material.