Zerebrale miRNA-Expressionsänderungen bei hepatischer Enzephalopathie

Einleitung: MicroRNAs (miRNAs) sind kurze, einzelsträngige RNA Moleküle, welche die Expression und Translation von Genen posttranskriptionell regulieren können. Literaturbefunde weisen auf spezifische Expressionsänderungen individueller Gene im Transkriptom in post mortem Hirnproben von Leberzirrhosepatienten mit hepatischer Enzephalopathie (Görg et al. 2013, Hepatology). Unklar ist gegenwärtig, ob die beschriebenen Genexpressionsunterschiede Folge einer veränderten zerebralen Expression von microRNAs sind. In der vorliegenden Arbeit wurde daher untersucht, ob zerebrale Genexpressionsänderungen in post mortem Hirnproben von Leberzirrhosepatienten mit und ohne hepatische Enzephalopathie assoziiert sind mit miRNA Expressionsänderungen.

Methoden: miRNA- und Genexpressionslevel wurden in humanen post mortem Hirnproben aus dem zerebralen Kortex (Gyrus fusiformis) von 4 Kontrollpatienten und je 4 Patienten mit Leberzirrhose mit und ohne HE mittels mRNA oder miRNA spezifischen Agilent Microarrays gemessen und miRNA Expressionsunterschiede mit einem Realtime-PCR Ansatz (miQPCR) validiert. Potentielle miRNA Zielgene wurden mit Hilfe von Web-basierten Datenbanken ermittelt (Targetscan (MIT, USA), Microcosm (EMBL, Heidelberg), miRDB (MirTarget2, USA), Diana Tools (microT,Athen)). Mit Hilfe bioinformatischer Tools wurden bei Zirrhosepatienten mit HE vermindert exprimierte Gene identifiziert, deren Expressionsänderung einhergeht mit einer gesteigerten Expression von miRNAs, welche die Expression dieser Gene regulieren können.

Ergebnisse: Durch Transkriptomanalyse wurde eine gegenüber den Kontrollen bei Leberzirrhosepatienten mit HE veränderte Expression von 1547 Genen gefunden. 945 Gene zeigten dabei eine erhöhte und 602 Gene eine verringerte Expression. Mittels miRNA Array Analyse konnten 25 miRNAs in post mortem Hirnproben von Zirrhosepatienten mit HE identifiziert werden, die gegenüber den Kontrollpatienten signifikant erhöht exprimiert waren. 23 von den 25 in Leberzirrhosepatienten mit HE identifizierten miRNAs mit veränderter Expression waren nicht verändert bei Leberzirrhosepatienten ohne HE.

Die bioinformatische Analyse zeigte, dass eine Vielzahl der in post mortem Hirnproben von Leberzirrhosepatienten mit HE vermindert exprimierten Gene potentielle Zielgene von gleichzeitg verstärkt exprimierten miRNAs darstellen. Diese bei Leberzirrhosepatienten mit HE verändert exprimierten Zielgene sind involviert in synaptische Plastizität und Verhalten.

Diskussion: Unsere Befunde zeigen spezifische zerebrale Gen- und miRNA-Expressionsänderungen im Gehirn von Zirrhosepatienten mit hepatischer Enzephalopathie und lassen vermuten, dass microRNA Expressionsänderungen einen Einfluss auf die zerebrale Genexpression bei hepatischer Enzephalopathie haben können.

Korrespondierender Autor: Oenarto, Jessica

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