下部尿路機能障害における臓器リモデリングにおけるマイクロRNAの役割

バックグラウンド

尿意切迫感、頻尿、不完全排尿は、膀胱痛症候群/間質性膀胱炎 (BPS)、過活動膀胱症候群 (OAB) などの下部尿路 (LUT) 機能障害の主な症状です。 過活動膀胱症候群の症状を引き起こす排尿筋過活動は、膀胱出口閉塞の患者によく見られます。 LUT の機能不全は、細胞シグナル伝達の変化とそれに伴う遺伝子発現の変化を特徴とする細胞ストレスに関連しており、臓器のリモデリングを引き起こします。 以前、研究者らは、NK1R を介したシグナル伝達が BPS 患者でダウンレギュレートされていることを示し、マイクロ RNA (miRNA) が NK1R の発現と機能の調節に関与していることを示しました。

マイクロ RNA (miRNA) は、多くの生物学的プロセスや疾患状態における役割が急速に認識されています。 miRNA は、転写後のメカニズムによって遺伝子発現を調節する内因性の非コード一本鎖 RNA です。 マイクロRNAは数千のヒト遺伝子産物を調節しており、標的を予測して機能的に検証する作業を複雑にしています。 miRNA は多くの基本的な生物学的プロセスにとって重要であるため、miRNA の生合成または機能の規制緩和が病状に発展する可能性があります。 ここで研究者は、LUT 障害中の遺伝子調節における miRNA の役割を調査することを提案しています。

慢性 BPS は、検出可能な物質が存在しない場合の緊急性/頻度、骨盤痛および炎症を特徴とする臨床症候群です。 多数の発症機序が仮定されてきたが、一般に炎症成分が関与すると考えられている。 多くの場合、上皮の損傷が引き合いに出されます。BPS 患者では、健康な膀胱の粘液層が損なわれることがよくあります。 開始イベント (毒素) が尿路上皮透過性の増加を引き起こす可能性があり、それが次に神経感作につながります。 結果として生じる細胞損傷は伝播し、自己永続的な炎症反応につながります。

尿意切迫感は下部尿路の極めて重要な症状であり、良性前立腺肥大症とその結果生じる膀胱出口閉塞 (BOO) に苦しむ男性にとって最も厄介な症状の 1 つでもあります。 女性の OAB は動的障害であり、40 歳以上の女性の推定 34% が重大な尿貯留症状を経験しています。 BPS とは対照的に、過活動の患者は膀胱の痛みを報告しませんが、切迫感と生じる不快感は個人によって異なります。 BPS の診断と DO との区別を容易にし、各障害に固有の治療法を提供するためには、これらの疾患の病態生理の背後にあるメカニズムを解明することが重要です。

研究者らの以前の結果は、ヒト膀胱の病的状態が、平滑筋および尿路上皮の構造的および機能的変化を伴うことを示唆しています。 閉塞した膀胱では、臓器の適応反応は、多くの場合、平滑筋収縮タンパク質の非筋肉または胚性アイソフォームへの置換を伴います。 一方、BPSの炎症中の神経伝達物質と低pHへの継続的な曝露は、タキキニン受容体とタイトジャンクションタンパク質の大幅なダウンレギュレーションを誘発し、これはアップレギュレートされたmiRNAによって媒介される可能性があります.

研究者らは、BPS および過活動膀胱と無収縮膀胱に特徴的な個々の遺伝子発現パターンを確立し、細胞ストレス応答の共通メカニズムを決定することを提案しています。 彼らは、受容体を介したシグナル伝達、収縮性、およびこれらの LUT 機能障害における上皮の完全性の調節における miRNA の役割を研究し、各症候性複合体の特徴である miRNA 種を描写します。 この情報に基づいて、カスタマイズされた治療法の開発を促進するために、膀胱の miRNA の遺伝子ターゲットを特定し、機能的に検証します。 研究者らは、過活動膀胱と無収縮膀胱における調節 miRNA の発現を比較することにより、2 つのプログラム間の切り替えに影響を与える要因を明らかにします。 彼らは、尿路上皮と膀胱平滑筋の細胞ベースのモデルで検証済みの miRNA/mRNA ターゲット ペアを使用して、疾患中の持続的なストレス誘発シグナル伝達が miRNA の発現と標的タンパク質の機能にどのように影響するかを調査します。 この発見は、LUT 機能不全の分子メカニズムの知識を広げ、これらの障害の診断と治療に影響を与えるでしょう。

患者の選択とサンプル処理:

国際的なガイドラインと ICS 用語に従って、コントロール、BPS、過活動および無収縮の 4 つの研究グループが定義されます。 臨床所見（国際前立腺症状スコア（IPSS）、48時間以上の膀胱日記、O'Leary-Santアンケート、および痛みの視覚的アナログスケール）に基づいて、20人の臨床的に安定した患者のプロ研究グループが募集されます。 生検は、全身麻酔または脊椎麻酔のいずれかで、生検トングを使用して膀胱ドームから経尿道的に得られます。 その後、生検は液体窒素で瞬間凍結するか、RNAlater (Qiagen) に浸します。 すべての患者は、この研究とは無関係に手術を受けます。 初代細胞培養のための膀胱ドームからの組織は、他のより侵襲性の低い治療オプションが失敗した後の最後の治療オプションとして、膀胱切除術または膀胱機能不全のための膀胱増強を受けている患者から得られます。 対照組織は、血尿以外に下部尿路症状がない膀胱癌患者から得られる。 RNA が抽出され、Taqman リアルタイム PCR および遺伝子発現アレイ (Applied Biosystems) を使用して、選択された遺伝子の発現レベルが分析されます。 カルシウムイメージングを使用して、SDS-PAGEおよびウエスタンブロッティングによって分析される受容体活性化およびタンパク質レベルを監視します。 受容体組織の分布は、免疫細胞化学によって分析されます。

目的

カスタマイズされた治療法の開発を促進するために、膀胱の miRNA の遺伝子ターゲットを特定し、機能的に検証すること。 研究者らは、過活動膀胱と無収縮膀胱における調節 miRNA の発現を比較することにより、2 つのプログラム間の切り替えに影響を与える要因を明らかにします。 彼らは、尿路上皮と膀胱平滑筋の細胞ベースのモデルで検証済みの miRNA/mRNA ターゲット ペアを使用して、疾患中の持続的なストレス誘発シグナル伝達が miRNA の発現と標的タンパク質の機能にどのように影響するかを調査します。 この発見は、LUT 機能不全の分子メカニズムの知識を広げ、これらの障害の診断と治療に影響を与えるでしょう。

メソッド

RNA が抽出され、Taqman リアルタイム PCR および遺伝子発現アレイ (Applied Biosystems) を使用して、選択された遺伝子の発現レベルが分析されます。 カルシウムイメージングを使用して、SDS-PAGEおよびウエスタンブロッティングによって分析される受容体活性化およびタンパク質レベルを監視します。 受容体組織の分布は、免疫細胞化学によって分析されます。