Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

 

International journal of endocrinology 1 (73) 2016

Back to issue

Role on мicroRNA for Diabetes Mellitus Development

Authors: Pischak V.P. - National Academy of Pedagogical Sciences of Ukraine, Kyiv; Riznychuk O.M. - High State Educational Institution of Ukraine «Bukovinean State Medical University», Chernivtsi, Ukraine

Categories: Endocrinology

Sections: Specialist manual

print version


Summary

В огляді наведена коротка характеристика мікроРНК (miРНК), механізм її утворення та функції. Також наведено аналіз публікацій щодо участі miРНК у розвитку цукрового діабету 2-го типу. Узагальнено відомості про участь різних miРНК у продукції та секреції інсуліну, явищах тканинної диференціації та проліферації, активації генів апоптозу. Наведена інформація — свідчення виняткового значення місця і ролі miРНК у молекулярних процесах.

В обзоре дана краткая характеристика микроРНК (miРНК), механизм ее образования и функции. Проведен анализ публикаций об участии miРНК в развитии сахарного диабета 2-го типа. Обобщены сведения об участии различных miРНК в продукции и секреции инсулина, явлениях тканевой дифференциации и пролиферации, активации генов апоптоза. Приведенная информация — свидетельство исключительного значения miРНК в молекулярных процессах.

The review presents a brief description of microRNA (miRNA), the mechanism of its formation and functioning. There are also analyzed literature data on miRNA role for diabetes mellitus development. There is generalized the information about participation of various miRNA in insulin production and secretion, tissue differentiation and proliferation, apoptosis genes activation. There is presented the evidence of superior role of miRNA in molecular processes.


Keywords

мікроРНК, цукровий діабет 2-го типу.

микроРНК, сахарный диабет 2-го типа.

microRNA, diabetes mellitus type 2.

Among the genetic variations caused by changes in the primary structure of DNA, epigenetic factors of gene expression regulation gaining importance, in particular DNA methylation and modification (acetylation) of histones.

MicroRNA (miRNK) – numerical class of small regulatory, non-coding RNA that control the expression of about 60 % of genes in mammals and man, and are involved in the regulation of many biological processes: protein synthesis, tissue differentiation, animal ontogenesis, circadian rhythms on posttranscriptional level. They play an important functional role in the development of various pathological processes, in particular diabetes. miRNK – key regulators of posttranscriptional gene expression of certain stages of ontogeny.

Various miRNK perform intermediary functions between the transcriptional and posttranscriptional processes in various organs and systems.

At the level of the human genome identified multiple locuses, where common genetic variations can influence on the risk of developing of type 2 diabetes mellitus (DM). About 20 of these genetic variants were described. miRNK plays an important role in the etiology and pathogenesis of type 2 DM and its complications.

The review provides an analysis of publications regarding participation of miRNK in the development of type 2 DM.

Summarized information on participation of various miRNK in pancreatic tissue specificity (S.R. Filios i A.Shalov (2015)). Most of them (of 12) are involved in the production and secretion of insulin: miRNK-9, -19, -30, -33, -96, -145, -148, -152, -182, -199, -204 and -342. A lower number controls phenomenon of tissue differentiation and proliferation: miRNK-16, -184 and -195 and Let-7; only two miRNK-21 and miRNK-200 provide activation of apoptosis genes. However, there are many miRNK involved in participation of two related phenomena. miRNK-29 controls both apoptosis and production of insulin; miRNK-7, -15, -24, -26, -124 and -375 controlling the synthesis of insulin, the phenomenon of cell proliferation and differentiation; miRNK-34 and -338 provide a process of differentiation and proliferation and control the apoptosis.

It should be noted, that the largest number of miRNK - only 18, inhibit production and secretion of insulin. Obviously, this phenomenon emerged in the early stages of phylogenetic development and was aimed at preventing of excessive release of insulin, and hence prevent of life-threatening hypoglycemia.

The information is the evidence of exceptional importance, place and role of miRNK in molecular processes. We are only at the initial stage of the long way of clarify the participation of microRNA in cell biology of diabetes origin, and XXI century – time of the molecular-genetic analysis in the diagnosis of diabetes with further personalized, individual approach to treatment - as noted V.I. Pan’kiv (2013).


Bibliography

1. Аметов А.С. Вклад современных исследований в понимание природы сахарного диабета 2-го типа и перспективы лечения / А.С. Аметов // Терапевтический архив. — 2014. — № 1. — С. 4-9.

2. Галицкий В.А. Гипотеза о механизме инициации малыми РНК метилирования ДНК de novo и аллельного исключения / В.А. Галицкий // Цитология. — 2008. — Т. 50, № 4. — С. 277-286.

3. Губин Д.Г. Роль микроРНК в регуляции циркадианных ритмов у млекопитающих / Д.Г. Губин // Adv. in current natural sciences. — 2012. — № 1. — С. 32-37.

4. Макарова Ю.А. Некодирующие РНК / Ю.А. Макарова, Д.А. Крамеров // Биохимия. — 2007. — Т. 72, № 11. — С. 1427-1448.

5. Молекулярные функции малых регуляторных некодирующих РНК / Й. Хуанг, Д.Л. Цанг, Л.Ю. Ксюе [и др.] // Биохимия. — 2013. — Т. 78, вып. 3. — С. 303-313.

6. Паньків В.І. Від редактора / В.І. Паньків // Международный эндокринологический журнал. — 2013. — № 6(54). — С. 9-11.

7. РНК-интерференция: система тестирования эффективности мишеней / А.Я. Шевелев, Н.М. Каширина, П.Н. Руткевич [и др.] // Кардиологический вестник. — 2010. — Т. 5, № 2. — С. 22-30.

8. A pancreatic islet-specific microRNA regulates insulin secretion / M.N. Poy, L. Eliasson, J. Krutzfeldt [et al.] // Nature. — 2004. — Vol. 432(7014). — P. 226-230.

9. Application of microRNAs in diabetes mellitus / H. Chen, H.Y. Lan, D.H. Roukos, W.C. Cho // J. Endocrinol. — 2014. — Vol. 222, № 1. — P. 1-10.

10. Bushati N. MicroRNA functions / N. Bushati, S.M. Cohen // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. — 2007. — Vol. 23. — P. 175-205.

11. Filios S.R. β-Cell MicroRNAs: Small but Powerful / S.R. Filios, A. Shalev // Diabetes. — 2015. — Vol. 64(11). — P. 3631-3644.

12. Hansen K.F. MicroRNAs: a potential interface between the circadian clock and human health / K.F. Hansen, K. Sakamoto, K. Obrietan // Genome Med. — 2011. — Vol. 3(2). — P. 10.

13. Identification of circulating microRNAs in HNF1A-MODY carriers / C. Bonner, K.C. Nyhan, S. Bacon [et al.] // Diabetologia. — 2013. — Vol. 56, № 8. — P. 1743-1751.

14. Kojima S. Post-transcriptional control of circadian rhythms / S. Kojima, D.L. Shingle, C. Green // J. Cell Sci. — 2011. — Vol. 124(3). — P. 311-320.

15. MicroRNA expression in zebrafish embryonic development / E. Wienholds, W.P. Kloosterman, E. Miska [et al.] // Science. — 2005. — Vol. 309. — P. 310-311.

16. MicroRNA modulation of circadian-clock period and entrainment / H.Y. Cheng, J.W. Papp, O. Varlamova [et al.] // Neuron. — 2007. — Vol. 54(5). — P. 813-829.

17. MIR-375 maintains normal pancreatic alpha- and beta-cell mass / M.N. Poy, J. Hausser, M. Trajkovski [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2009. — Vol. 106(14). — P. 5813-5818.

18. Next-generation sequencing identifies microRNAs that associate with pathogenic autoimmune neuroinflammation in rats / P. Bergman, T. James, L. Kular [et al.] // J. Immunol. — 2013. — Vol. 190(8). — P. 4066-4075.

19. O’Neill J.S. Circadian clocks: timely interference by MicroRNAs / J.S. O’Neill, M.N. Hastings // Curr. Biol. — 2007. — Vol. 17. — P. 760-762.

20. Passenger-strand cleavage facilitates assembly of siRNA into Ago2-containing RNAi enzyme complexes / C. Matranga, Y. Tomari, C. Shin [et al.] // Cell. — 2005. — Vol. 123(4). — P. 607-620.

21. Platelet-secreted microRNA-223 promotes endothelial cell apoptosis induced by advanced glycation end products via targeting the insulin-like growth factor 1 receptor / Pan Y., Liang H., Liu H. // J. Immunol. — 2014. — Vol. 192(1). — P. 437-446.

22. Rana T.M. Illuminating the silence: understanding the structure and function of small RNAs / T.M. Rana // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. — 2007. — Vol. 8(1). — P. 23-36.

23. Slicer function of Drosophila Argonautes and its involvement in RISC formation / K. Miyoshi, H. Tsukumo, T. Nagami [et al.] // Genes. Dev. — 2005. — Vol. 19(23). — P. 2837-2848.

24. Thioredoxin-interacting protein regulates insulin transcription through microRNA-204 / G. Xu, J. Chen, G. Jing, A. Shalev // Nat. Med. — 2013. — Vol. 19(9). — P. 1141-1146.


1. Ametov A.S. Vklad sovremennyih issledovaniy v ponimanie prirodyi saharnogo diabeta 2-go tipa i perspektivyi lecheniya / A.S. Ametov // Terapevticheskiy arhiv. – 2014. – # 1. – S. 4-9. 
 
2. Galitskiy V.A. Gipoteza o mehanizme initsiatsii malyimi RNK metilirovaniya DNK de novo i allelnogo isklyucheniya / V.A.Galitskiy // Tsitologiya. – 2008. – T.50, #4. – S. 277-286.
 
3. Gubin D.G. Rol mikroRNK v regulyatsii tsirkadiannyih ritmov u mlekopitayuschih / D.G. Gubin // Adv. in current natural sciences. – 2012. – N1. – S. 32-37.
 
4. Makarova Yu.A. Nekodiruyuschie RNK /Yu.A.Makarova, D.A. Kramerov // Biohimiya. – 2007. – T. 72, #11. – S. 1427-1448.
 
5. Molekulyarnyie funktsii malyih regulyatornyih nekodiruyuschih RNK / Y.Huang, D.L. Tsang, L.Yu. Ksyue [i dr.] // Biohimiya. - 2013. – T.78, vyip. 3. - S. 303-313. 
 
6. PankIv V.I. VId redaktora / V.I.PankIv // Mezhdunarodnyiy endokrinologicheskiy zhurnal. – 2013. - #6(54). – S. 9-11.
 
7. RNK-interferentsiya: sistema testirovaniya effektivnosti misheney / A.Ya.Shevelev, N.M.Kashirina, P.N. Rutkevich [i dr.] // Kardiologicheskiy vestnik. - 2010. –T.5, #2. - S. 22-30.
 
8. A pancreatic islet-specific microRNA regulates insulin secretion / MN. Poy, L. Eliasson, J. Krutzfeld. Nature. 2004; 432 (7014):226-230.
 
9. Application of microRNAs in diabetes mellitus / H. Chen, HY. Lan, DH. Roukos, W.C.Cho. J. Endocrinol. 2014; 222: 1-10.
 
10. Bushati N. MicroRNA functions / N. Bushati, SM.Cohen. Annu. Rev. Cell. Dev. Biol. 2007; 23: 175-205.
 
11. Filios SR. β-Cell MicroRNAs: Small but Powerful. Diabetes. 2015; 64(11): 3631-3644.
 
12. Hansen KF, Sakamoto K, Obrietan K. MicroRNAs: a potential interface between the circadian clock and human health. Genome Med. 2011; 3(2):10.
 
13. Identification of circulating microRNAs in HNF1A-MODY carriers / C. Bonner, KC. Nyhan, S. Bacon. Diabetologia. 2013;56 (8): 1743-1751.
 
14. Kojima S, Shingle DL, Green C. Post-transcriptional control of circadian rhythms. J. Cell. Sci. 2011; 124(3): 311-320.
 
15. Wienholds E, Kloosterman WP, Miska E. MicroRNA expression in zebrafish embryonic development. Science. 2005; 309: 310-311.
 
16. Cheng HY, Papp JW, Varlamova O. MicroRNA modulation of circadian-clock period and entrainment. Neuron. 2007;54(5):813-829.
 
17. Poy MN, Hausser J, Trajkovski M. MIR-375 maintains normal pancreatic alpha- and beta-cell mass. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009; 106(14): 5813-5818.
 
18. Bergman P, James T, Kular L. Next-generation sequencing identifies microRNAs that associate with pathogenic autoimmune neuroinflammation in rats. J. Immunol. 2013;190 (8): 4066-4075.
 
19. O′Neill JS. Circadian clocks: timely interference by MicroRNAs. Curr.Biol. 2007;17: 760-762.
 
20. Matranga C, Tomari Y, Shin C. Passenger-strand cleavage facilitates assembly of siRNA into Ago2-containing RNAi enzyme complexes. Cell. 2005;123 (4): 607-620.
 
21. Pan Y, Liang H, Liu H. Platelet-secreted microRNA-223 promotes endothelial cell apoptosis induced by advanced glycation end products via targeting the insulin-like growth factor 1 receptor. J Immunol. 2014;192(1):437-446.
 
22. Rana TM. Illuminating the silence: understanding the structure and function of small RNAs. Nat Rev Mol Cell Biol. 2007; 8 (1): 23-36.
 
23. Miyoshi K, Tsukumo H, Nagami T. Slicer function of Drosophila Argonautes and its involvement in RISC formation. Genes. Dev. 2005; 19(23): 2837-2848.
 
24. Xu G, Chen J, Jing G, Shalev A. Thioredoxin-interacting protein regulates insulin transcription through microRNA-204. Nat. Med. 2013;19 (9):1141-1146.

Similar articles

Role of microRNA in the development of arterial hypertension
Authors: Коваль С.М., Юшко К.О., Снігурська І.О., Старченко Т.Г., Милославський Д.К., Пенькова М.Ю.
ДУ «Національний інститут терапії імені Л.Т. Малої НАМН України», м. Харків, Україна

"Hypertension" 5 (55) 2017
Date: 2017.11.28
Categories: Cardiology
Sections: Specialist manual
The role of microRNA in diseases of the biliary system
Authors: Абатуров О.Є., Бабич В.Л.
ДЗ «Дніпропетровська медична академія Міністерства охорони здоров’я України», м. Дніпро, Україна

"Child`s Health" Том 12, №7, 2017
Date: 2017.12.22
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
Drug modulation of activity of microRNA generation in functional disorders of the gallbladder  and sphincter of Oddi in children
Authors: Абатуров О.Є., Бабич В.Л.
ДЗ «Дніпропетровська медична академія Міністерства охорони здоров’я України», м. Дніпро, Україна

"Child`s Health" Том 14, №2, 2019
Date: 2019.05.21
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual

Back to issue