[학위논문]심장 질환이 있는 개에서 새로운 생체지표 및 치료 표적으로써 혈중 마이크로RNA의 확인 및 특성에 관한 연구 Identification and characterization of circulating microRNAs as novel biomarkers and therapeutic targets in dogs with heart diseases원문보기
마이크로RNA는 19-24개의 뉴클레오티드로 구성된 작은 비 코딩 단일 가닥 RNA이다. 마이크로RNA는 번역 억제 또는 분해를 통해 mRNA의 발현을 억제 및 조절하기 위해 표적 mRNA와 상보적인 쌍을 형성한다. 사람에서의 과거 연구는 심근 손상 및 심장 비대에 특이적인 마이크로RNA의 발현을 확인하였다. 그러나 개에서는 연구가 제한되어 있는 실정이다. 본 연구의 목적은 다음과 같다: 1) 다양한 ...
마이크로RNA는 19-24개의 뉴클레오티드로 구성된 작은 비 코딩 단일 가닥 RNA이다. 마이크로RNA는 번역 억제 또는 분해를 통해 mRNA의 발현을 억제 및 조절하기 위해 표적 mRNA와 상보적인 쌍을 형성한다. 사람에서의 과거 연구는 심근 손상 및 심장 비대에 특이적인 마이크로RNA의 발현을 확인하였다. 그러나 개에서는 연구가 제한되어 있는 실정이다. 본 연구의 목적은 다음과 같다: 1) 다양한 심장 질환에서 공통적으로 발현되는 순환 마이크로RNA를 확인하고자 하였으며, 2) 심장 비대 유형과 관련된 순환 마이크로RNA를 확인하고자 하였고, 3) 유의적으로 변화된 마이크로RNA를 개에서 새로운 생체지표 및 잠재적 치료 표적으로써 평가하고 특성을 확인하고자 하였다. 심장 비대와 관련된 마이크로RNA의 선별을 위해, 개에서 편심 및 동심성 심장 비대를 나타내는 대표적인 심장 질환인 승모판 변성증 및 폐동맥 협착증을 가진 개의 혈청 샘플을 마이크로 어레이 분석을 통해 정상 개와 비교하였다. 이어서, 마이크로 어레이 분석에서 유의적으로 변화를 보인 11개의 마이크로RNA가 qRT-PCR을 통해 검증되었다. qRT-PCR 분석에는 82개 (심장 비대를 가진 72마리의 개와 정상 개 10마리)의 혈청 샘플이 포함되었으며, 유의적인 변화를 보인 마이크로RNA의 결과는 표적 유전자 예측, 유전자 온톨로지 분석 및 경로 분석을 통해 분석되었다. 그 결과, cfa-miR-130b 및 cfa-miR-151은 심장 비대 유형에 관계없이 다양한 심장 질환이 있는 개에서 공통적으로 상향조절 되었다. cfa-miR-30c, cfa-miR-30d 및 cfa-let-7g는 동맥관 개존증 및 폐동맥 협착증을 가진 개에서 상향 조절되었다. cfa-miR-375 및 cfa-miR-346은 개에서 심장 비대와 관련된 마이크로RNA로 확인되었다. 또한, cfa-miR-130b 및 cfa-miR-151은 심장병에 대한 우수한 새로운 생체 지표로 평가되었다. 유의적인 변화를 보인 마이크로RNA에 대한 유전자 기능 및 경로 분석의 결과는 질환의 유형 또는 병리기전과 일치하였다. 본 연구에서 확인된 마이크로RNA는 다양한 심장 질환 및 심장 비대를 가진 개에서 우수한 새로운 생체 지표 및 치료 표적으로써 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 본 연구의 유전자 기능 및 경로 분석은 중요한 표적 유전자 및 해당 유전자의 병리 기전을 밝혀내었다. 본 연구의 결과는 심장 질환을 가진 개에서 조기 진단 및 새로운 치료법에 대한 추가 연구의 기초가 될 것으로 기대되는 바이다.
마이크로RNA는 19-24개의 뉴클레오티드로 구성된 작은 비 코딩 단일 가닥 RNA이다. 마이크로RNA는 번역 억제 또는 분해를 통해 mRNA의 발현을 억제 및 조절하기 위해 표적 mRNA와 상보적인 쌍을 형성한다. 사람에서의 과거 연구는 심근 손상 및 심장 비대에 특이적인 마이크로RNA의 발현을 확인하였다. 그러나 개에서는 연구가 제한되어 있는 실정이다. 본 연구의 목적은 다음과 같다: 1) 다양한 심장 질환에서 공통적으로 발현되는 순환 마이크로RNA를 확인하고자 하였으며, 2) 심장 비대 유형과 관련된 순환 마이크로RNA를 확인하고자 하였고, 3) 유의적으로 변화된 마이크로RNA를 개에서 새로운 생체지표 및 잠재적 치료 표적으로써 평가하고 특성을 확인하고자 하였다. 심장 비대와 관련된 마이크로RNA의 선별을 위해, 개에서 편심 및 동심성 심장 비대를 나타내는 대표적인 심장 질환인 승모판 변성증 및 폐동맥 협착증을 가진 개의 혈청 샘플을 마이크로 어레이 분석을 통해 정상 개와 비교하였다. 이어서, 마이크로 어레이 분석에서 유의적으로 변화를 보인 11개의 마이크로RNA가 qRT-PCR을 통해 검증되었다. qRT-PCR 분석에는 82개 (심장 비대를 가진 72마리의 개와 정상 개 10마리)의 혈청 샘플이 포함되었으며, 유의적인 변화를 보인 마이크로RNA의 결과는 표적 유전자 예측, 유전자 온톨로지 분석 및 경로 분석을 통해 분석되었다. 그 결과, cfa-miR-130b 및 cfa-miR-151은 심장 비대 유형에 관계없이 다양한 심장 질환이 있는 개에서 공통적으로 상향조절 되었다. cfa-miR-30c, cfa-miR-30d 및 cfa-let-7g는 동맥관 개존증 및 폐동맥 협착증을 가진 개에서 상향 조절되었다. cfa-miR-375 및 cfa-miR-346은 개에서 심장 비대와 관련된 마이크로RNA로 확인되었다. 또한, cfa-miR-130b 및 cfa-miR-151은 심장병에 대한 우수한 새로운 생체 지표로 평가되었다. 유의적인 변화를 보인 마이크로RNA에 대한 유전자 기능 및 경로 분석의 결과는 질환의 유형 또는 병리기전과 일치하였다. 본 연구에서 확인된 마이크로RNA는 다양한 심장 질환 및 심장 비대를 가진 개에서 우수한 새로운 생체 지표 및 치료 표적으로써 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 본 연구의 유전자 기능 및 경로 분석은 중요한 표적 유전자 및 해당 유전자의 병리 기전을 밝혀내었다. 본 연구의 결과는 심장 질환을 가진 개에서 조기 진단 및 새로운 치료법에 대한 추가 연구의 기초가 될 것으로 기대되는 바이다.
MicroRNAs (miRNA) are small, non-coding single stranded RNAs consisting of 19–24 nucleotides. miRNAs form complementary pairs with target mRNAs to inhibit and regulate their expression through translation inhibition or degradation. Previous studies in humans have confirmed the expression of miRNAs s...
MicroRNAs (miRNA) are small, non-coding single stranded RNAs consisting of 19–24 nucleotides. miRNAs form complementary pairs with target mRNAs to inhibit and regulate their expression through translation inhibition or degradation. Previous studies in humans have confirmed the expression of miRNAs specific for myocardial injury and cardiac hypertrophy. However, the studies on miRNAs specific for different types of heart disease in dogs are limited in number. The aims of this study were; 1) to identify circulating miRNAs in various heart diseases, 2) to identify circulating miRNAs associated with the cardiac hypertrophy type, and 3) to evaluate and characterize significantly dysregulated miRNAs as novel biomarkers and potential therapeutic targets in dogs with heart diseases. To screen miRNAs related to cardiac hypertrophy, serum samples of dogs with myxomatous mitral valve degeneration and pulmonic stenosis, which are representative heart diseases showing eccentric and concentric cardiac hypertrophy in dogs, were compared with normal dogs by using microarray analysis. Furthermore, eleven dysregulated miRNAs from microarray analysis were validated by using quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (qRT-PCR). In the qRT-PCR analysis, serum samples of 82 dogs (72 with cardiac hypertrophy and 10 normal dogs) were examined, and the results of the dysregulated miRNAs were analyzed with target gene prediction, gene ontology analysis, and pathway analysis. The results showed that cfa-miR-130b and cfa-miR-151 were up-regulated in dogs with different heart diseases, regardless of cardiac hypertrophy type. We also observed that cfa-miR-30c, cfa-miR-30d, and cfa-let-7g were up-regulated in dogs with patent ductus arteriosus and pulmonic stenosis. Our findings indicate that cfa-miR-375 and cfa-miR-346 are associated with cardiac hypertrophy in dogs. In addition, cfa-miR-130b and cfa-miR-151 are potential novel biomarkers for heart diseases. The results of gene function and pathway analyses on dysregulated miRNAs were consistent with the type or pathology of the disease. The miRNAs identified in this study can be used as excellent biomarkers and therapeutic targets for various heart diseases and cardiac hypertrophy in dogs. Moreover, the gene function and pathway analyses revealed important target genes and their mechanisms in the pathogenesis of heart disease. The findings of this study are expected to be the basis for further research on early diagnosis and development of new therapies for dogs with heart diseases.
MicroRNAs (miRNA) are small, non-coding single stranded RNAs consisting of 19–24 nucleotides. miRNAs form complementary pairs with target mRNAs to inhibit and regulate their expression through translation inhibition or degradation. Previous studies in humans have confirmed the expression of miRNAs specific for myocardial injury and cardiac hypertrophy. However, the studies on miRNAs specific for different types of heart disease in dogs are limited in number. The aims of this study were; 1) to identify circulating miRNAs in various heart diseases, 2) to identify circulating miRNAs associated with the cardiac hypertrophy type, and 3) to evaluate and characterize significantly dysregulated miRNAs as novel biomarkers and potential therapeutic targets in dogs with heart diseases. To screen miRNAs related to cardiac hypertrophy, serum samples of dogs with myxomatous mitral valve degeneration and pulmonic stenosis, which are representative heart diseases showing eccentric and concentric cardiac hypertrophy in dogs, were compared with normal dogs by using microarray analysis. Furthermore, eleven dysregulated miRNAs from microarray analysis were validated by using quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (qRT-PCR). In the qRT-PCR analysis, serum samples of 82 dogs (72 with cardiac hypertrophy and 10 normal dogs) were examined, and the results of the dysregulated miRNAs were analyzed with target gene prediction, gene ontology analysis, and pathway analysis. The results showed that cfa-miR-130b and cfa-miR-151 were up-regulated in dogs with different heart diseases, regardless of cardiac hypertrophy type. We also observed that cfa-miR-30c, cfa-miR-30d, and cfa-let-7g were up-regulated in dogs with patent ductus arteriosus and pulmonic stenosis. Our findings indicate that cfa-miR-375 and cfa-miR-346 are associated with cardiac hypertrophy in dogs. In addition, cfa-miR-130b and cfa-miR-151 are potential novel biomarkers for heart diseases. The results of gene function and pathway analyses on dysregulated miRNAs were consistent with the type or pathology of the disease. The miRNAs identified in this study can be used as excellent biomarkers and therapeutic targets for various heart diseases and cardiac hypertrophy in dogs. Moreover, the gene function and pathway analyses revealed important target genes and their mechanisms in the pathogenesis of heart disease. The findings of this study are expected to be the basis for further research on early diagnosis and development of new therapies for dogs with heart diseases.
Keyword
#MicroRNA Dog Heart disease Cardiac hypertrophy Novel biomarker
학위논문 정보
저자
노웅빈
학위수여기관
건국대학교 대학원
학위구분
국내박사
학과
수의학과 수의내과학
지도교수
박희명
발행연도
2020
총페이지
113
키워드
MicroRNA Dog Heart disease Cardiac hypertrophy Novel biomarker
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