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MiR-219a-2は、HIF1α/NMDAR経路を介してカルシウム過負荷と細胞アポトーシスを減少させることで、心筋虚血再灌流障害を緩和する
MiR-219a-2 relieves myocardial ischemia-reperfusion injury by reducing calcium overload and cell apoptosis through HIF1α/ NMDAR pathway.
PMID: 32682013 DOI: 10.1016/j.yexcr.2020.112172.
抄録
目的:
心筋虚血再灌流傷害（MIRI）の過程では、細胞内Ca濃度（[Ca]）が上昇し続け、心筋細胞のアポトーシスを引き起こし、最終的には心筋障害を引き起こすが、カルシウム過負荷の上流の制御機構は未だに不明である。本研究では、MIRIにおけるmiR-219a-2の役割に着目し、MIRI時に発生するカルシウム過負荷に対するmiR-219a-2の制御機構を明らかにすることを目的とした。
OBJECTIVE: During the process of myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI), the intracellular Ca concentration ([Ca]) continues to increase, leads to the cardiomyocyte apoptosis and eventually causes myocardial damage, while the upstream regulation mechanism of calcium overload is still unknown. This study focuses on the role of miR-219a-2 in MIRI and aims to elaborate its regulatory mechanism on calcium overload that occurs during MIRI.
方法:
miR-219a-2の発現をqRT-PCRによりMIRIマウスの心臓組織で決定した。Ca]は共焦点顕微鏡を用いてfluo-3で測定した。低酸素誘導性因子1α（HIF1α）およびN-メチル-d-アスパラギン酸受容体1（NMDAR）の義務的サブユニットであるNR1の発現をqRT-PCRおよびウエスタンブロットにより測定した。ルシフェラーゼレポーターアッセイを用いて、miR-219a-2とHIF1αとの相互作用、およびHIF1αとNR1との相互作用を確認した。細胞のアポトーシスは、B細胞リンパ腫2の細胞死の相互作用メディエーター（Bim）の発現レベルとTUNEL陽性細胞数によって測定した。マウスの心筋梗塞サイズはTTC/Evans Blue染色により測定した。
METHODS: The expression of miR-219a-2 was determined in the heart tissues of MIRI mice by qRT-PCR. The [Ca] was measured by fluo-3 using a confocal microscope. The expression of hypoxiainducible factor 1α (HIF1α) and NR1, the obligatory subunit of N-methyl-d-aspartate receptor 1 (NMDAR), were measured by qRT-PCR and western blot. The luciferase reporter assay was used to confirm the interplay between miR-219a-2 and HIF1α and the interplay between HIF1α and NR1. The cell apoptosis was measured by the expression level of B-cell lymphoma 2 interacting mediator of cell death (Bim) and the number of TUNEL-positive cells. The myocardial infarct size of mice was measured by TTC/Evans Blue stain.
結果:
miR-219a-2はMIRIマウスの心臓組織においてダウンレギュレーションされており、miR-219a-2の過剰発現は低酸素/再酸素化(H/R)処理HL-1細胞において[Ca]とHIF1αとNR1の発現を減少させた。次に、ルシフェラーゼレポーターアッセイにより、miR-219a-2がHIF1αの転写を阻害し、HIF1αがNR1の転写を促進することを明らかにした。H/R処理したHL-1細胞では、HIF1αの過剰発現とNMDARの機能亢進により、miR-219a-2のカルシウム過負荷と細胞のアポトーシスに対する抑制効果が消失した。最後に、miR-219a-2の過剰発現はMIRIマウスのカルシウム濃度、細胞アポトーシス、心筋梗塞サイズを減少させ、NMDAR機能増強剤はmiR-219a-2の治療効果を保留した。
RESULTS: miR-219a-2 was down-regulated in the heart tissues of MIRI mice. miR-219a-2 overexpression decreased [Ca] and the expression of HIF1α and NR1 in hypoxia/reoxygenation (H/R)-treated HL-1 cells. Then, the luciferase reporter assay showed that miR-219a-2 inhibited the transcription of HIF1α and HIF1α promoted the transcription of NR1. Both HIF1α overexpression and NMDAR function enhancement removed the inhibitory effect of miR-219a-2 on calcium overload and cell apoptosis in H/R-treated HL-1 cells. Finally, the overexpression of miR-219a-2 decreased Ca concentration, cell apoptosis, and myocardial infarction size in MIRI mice, while the NMDAR function enhancer reserved the therapeutic effect of miR-219a-2.
結論:
miR-219a-2はHIF1α/NR1軸を介してNMDARを介したカルシウム過負荷を減少させ、MIRIにおける細胞のアポトーシスを緩和する。
CONCLUSION: miR-219a-2 reducing NMDAR mediated calcium overload via HIF1α/NR1 axis, thus alleviating cell apoptosis in MIRI.
Copyright © 2020. Published by Elsevier Inc.