pulmoПульмонологияPULMONOLOGIYA0869-01892541-9617Scientific and Practical Journal “PULMONOLOGIYA” LLC10.18093/0869-0189-2020-30-3-263-269pulmo-1308Research ArticleПЕРЕДОВАЯ СТАТЬЯEDITORIALЭкспрессия микроРНК miR-21 и miR-146а у пациентов мужского пола с перекрестным фенотипом бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легкихMicroRNA miR-21 and miR-146a expression in male with a combination of bronchial asthma and chronic obstructive pulmonary diseaseДьяченкоН. А.D'yachenkoN. A.

Дьяченко Николай Александрович – аспирант кафедры госпитальной терапии с курсом аллергологии и иммунологии им. акад. М.В.Черноруцкого.

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6–8; тел.: (905) 272-20-35

Nikolay A. D'yachenko - Postgraduate student, Department of Hospital Therapy with a course of Allergy and Immunology.

Ul. L'va Tolstogo 6–8, Saint-Petersburg, 197089; tel.: (905) 272-20-35

diyachenko_nickolay@hotmail.comУлитинаА. С.UlitinaA. S.

Улитина Анна Сергеевна – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отдела молекулярно-генетических и нанобиологических технологий научно-исследовательского центра.

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6–8; тел.: (812) 338-67-23

Anna S. Ulitina - Candidate of Medicine, Senior Researcher, Department of Molecular, Genetic and Nanobiological Technologies.

Ul. L'va Tolstogo 6–8, Saint-Petersburg, 197089; tel.:(812) 338-67-23

anna.s.ulitina@yandex.ruЛукинаО. В.LukinaO. V.

Лукина Ольга Васильевна – доктор медицинских наук, доцент кафедры рентгенологии и радиационной медицины, руководитель отделения рентгеновской компьютерной томографии № 2.

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6–8; тел.: (812) 338-67-46

Olga V. Lukina - Doctor of Medicine, Associate Professor, Department of Radiology and Radiation Medicine.

Ul. L'va Tolstogo 6–8, Saint-Petersburg, 197089; tel.: (812) 338-67-46

griluk@yandex.ruПчелинаС. Н.PchelinaS. N.

Пчелина Софья Николаевна – доктор биологических наук, руководитель отдела молекулярно-генетических и нанобиологических технологий научно-исследовательского центра.

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6–8; тел.: (812) 338-67-23

Sofya N. Pchelina - Doctor of Biology, Head of Department of Molecular, Genetic and Nanobiological Technologies.

Ul. L'va Tolstogo 6–8, Saint-Petersburg, 197089; tel.: (812) 338-67-23

sopchelina@hotmail.comТрофимовВ. И.TrofimovV. I.

Трофимов Василий Иванович – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой госпитальной терапии с курсом аллергологии и иммунологии им. акад. М.В.Черноруцкого.

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6–8, тел.: (812) 338-67-46

Vasiliy I. Trofimov - Doctor of Medicine, Professor, Head of Department of Hospital Therapy with a course of Allergy and Immunology.

Ul. L'va Tolstogo 6–8, Saint-Petersburg, 197089; tel.: (812) 338-67-46

trofvi@mail.ruМироноваЖ. А.MironovaZh. A.

Миронова Жанна Александровна – доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной терапии с курсом аллергологии и иммунологии им. акад. М.В.Черноруцкого.

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6–8; тел.: (905) 252-42-74; (812) 338-78-98

Zhanna A. Mironova - Doctor of Medicine, Professor of Department, Hospital Therapy with a course of Allergy and Immunology.

Ul. L'va Tolstogo 6–8, Saint-Petersburg, 197089; tel.: (905) 252-42-74; (812) 338-78-98

zhanmir@mail.ruФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П.Павлова» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияAcademician I.P.Pavlov First Federal Saint-Petersburg State Medical University, Healthcare Ministry of RussiaRussian Federation202001082020303263269Copyright © Дьяченко Н.А., Улитина А.С., Лукина О.В., Пчелина С.Н., Трофимов В.И., Миронова Ж.А., 20202020Дьяченко Н.А., Улитина А.С., Лукина О.В., Пчелина С.Н., Трофимов В.И., Миронова Ж.А.D'yachenko N.A., Ulitina A.S., Lukina O.V., Pchelina S.N., Trofimov V.I., Mironova Z.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.pulmonology.ru/pulm/article/view/1308

Пациенты с сочетанием бронхиальной астмы (БА) и хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) – перекрестным фенотипом (ПФ) БА и ХОБЛ – представляют собой отдельную нозологическую группу. ПФ БА + ХОБЛ является мультифакторным заболеванием. Существует гипотеза, что генетический контроль развития ПФ БА + ХОБЛ на посттранскрипционном уровне осуществляется с помощью регуляции экспрессии генов с участием микроРНК (miR) miR-21 и miR-146а; данные молекулы могут рассматриваться в качестве потенциальных диагностических маркеров ПФ БА и ХОБЛ.

Целью настоящего исследования явилась оценка экспрессии miR-21, miR-146а у пациентов мужского пола с сочетанием БА и ХОБЛ по сравнению с лицами с изолированными БА и ХОБЛ.

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследованы пациенты (n = 65) мужского пола (n = 48: 19 – больные с ПФ БА и ХОБЛ; 14 – БА, 15 – ХОБЛ) и лица контрольной группы (n = 17). У всех больных выполнено комплексное клинико-лабораторное и инструментальное обследование. Экспрессия miR-21, miR-146a оценена в периферической крови методом полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Результаты

Результаты. При ПФ БА + ХОБЛ установлены более низкие уровни miR-21 и miR-146a, чем в группах БА, ХОБЛ и контроля. У больных ПФ БА + ХОБЛ низкие уровни miR-21 и miR-146а, ассоциированные с меньшей длительностью заболевания и наличием коморбидной патологии (гипертоническая болезнь, стенокардия), выявлены у пациентов с дебютом заболевания в более старшем возрасте. Низкий уровень miR-21 ассоциировался с меньшей обратимостью бронхообструкции у этих пациентов, несмотря на эозинофильное воспаление в бронхах.

Заключение

Заключение. Продемонстрировано, что в рамках комплексной диагностики ПФ БА + ХОБЛ у мужчин целесообразно оценивать экспрессию miR-146a, miR-21 в периферической крови. МикроРНК miR-146a и miR-21 являются перспективными молекулярными мишенями для фенотип-специфической терапии у пациентов мужского пола с ПФ БА и ХОБЛ.

Patients with a combination of bronchial asthma (BA) and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) crossed phenotype (CP) BA and COPD are a separate nosological group. CP BA and COPD is a multifactorial disease. There is a hypothesis that genetic control of CP BA and COPD development at the posttranscriptional level is carried out by regulation of gene expression involving microRNA (miR) miR-21 and miR-146a; these molecules can be considered as potential diagnostic markers of CP BA and COPD.

The purpose of this study was to evaluate the expression of miR-21, miR-146a in male with a combination of BA and COPD compared to those with isolated BA and COPD.

Materials

Materials. We examined male patients (n = 65) (n = 48: 19 patients with CP BA and COPD; 14 patients with BA and COPD) and control group (n = 17). All the patients underwent a comprehensive clinical-laboratory and instrumental examination. The expression of miR-21, miR-146a was estimated in peripheral blood by a real-time polymerase chain reaction.

Results

Results. CP BA and COPD have lower levels of miR-21 and miR-146a than the BA, COPD, and control groups. CP BA and COPD patients have low levels of miR-21 and miR-146a associated with shorter duration of the disease and the presence of comorbid pathology (hypertension, angina pectoris), revealed in patients with the disease debut at an older age. Low miR-21 was associated with lower reversibility of bronchial obstruction in these patients, despite eosinophilic inflammation in the bronchi.

Conclusion

Conclusion. It has been demonstrated that within the framework of complex diagnostics of CP BA and COPD in males it is reasonable to evaluate miR-146a and miR-21 expression in peripheral blood. MicroRNA miR-146a and miR-21 are promising molecular targets for phenotype-specific therapy in males with CP BA and COPD.

бронхиальная астмахроническая обструктивная болезнь легкихсочетание бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легкихэпигенетикамикроРНКmiR-21miR-146амолекулярная диагностикаbronchial asthmachronic obstructive pulmonary diseasecombination of bronchial asthmaand chronic obstructive pulmonary diseaseepigeneticsmicroRNAmiR-21miR-146amolecular diagnosticsReferencesYanagisawa S., Ichinose M. Definition and diagnosis of asthma–COPD overlap (ACO). Allergol. Int. 2018; 67 (2):172–178. DOI: 10.1016/j.alit.2018.01.002.Yanagisawa S., Ichinose M. Definition and diagnosis of asthma–COPD overlap (ACO). Allergol. Int. 2018; 67 (2):172–178. DOI: 10.1016/j.alit.2018.01.002.Vishnoi A., Rani S. MiRNA Biogenesis and regulation of diseases: an overview. Methods Mol. Biol. 2017; 1509: 1–10. DOI: 10.1007/978-1-4939-6524-3_1.Vishnoi A., Rani S. MiRNA Biogenesis and regulation of diseases: an overview. Methods Mol. Biol. 2017; 1509: 1–10. DOI: 10.1007/978-1-4939-6524-3_1.Stolzenburg L.R., Harris A. The role of microRNAs in chronic respiratory disease: recent insights. Biol. Chem. 2018; 399 (3): 219–234. DOI: 10.1515/hsz-2017-0249.Stolzenburg L.R., Harris A. The role of microRNAs in chronic respiratory disease: recent insights. Biol. Chem. 2018; 399 (3): 219–234. DOI: 10.1515/hsz-2017-0249.Pritchard C.C., Cheng H.H., Tewari M. MicroRNA profiling: approaches and considerations. Nat. Rev. Genet. 2012; 13 (5): 358–369. DOI: 10.1038/nrg3198.Pritchard C.C., Cheng H.H., Tewari M. MicroRNA profiling: approaches and considerations. Nat. Rev. Genet. 2012; 13 (5): 358–369. DOI: 10.1038/nrg3198.Perry M.M., Moschos S.A., Williams A.E. et al. Rapid changes in microRNA-146a expression negatively regulate the IL-1beta-induced inflammatory response in human lung alveolar epithelial cells. J. Immunol. 2008; 180 (8):5689–5698. DOI: 10.4049/jimmunol.180.8.5689.Perry M.M., Moschos S.A., Williams A.E. et al. Rapid changes in microRNA-146a expression negatively regulate the IL-1beta-induced inflammatory response in human lung alveolar epithelial cells. J. Immunol. 2008; 180 (8):5689–5698. DOI: 10.4049/jimmunol.180.8.5689.Wu X.B., Wang M.Y., Zhu H.Y. et al. Overexpression of microRNA-21 and microRNA-126 in the patients of bronchial asthma. Int. J. Clin. Exp. Med. 2014; 7 (5): 1307–1312.Wu X.B., Wang M.Y., Zhu H.Y. et al. Overexpression of microRNA-21 and microRNA-126 in the patients of bronchial asthma. Int. J. Clin. Exp. Med. 2014; 7 (5): 1307–1312.Yu Z.W., Xu Y.Q., Zhang X.J. et al. Mutual regulation between miR-21 and the TGFβ/Smad signaling pathway in human bronchial fibroblasts promotes airway remodeling. J. Asthma. 2019; 56 (4): 341–349. DOI: 10.1080/02770903.2018.1455859.Yu Z.W., Xu Y.Q., Zhang X.J. et al. Mutual regulation between miR-21 and the TGFβ/Smad signaling pathway in human bronchial fibroblasts promotes airway remodeling. J. Asthma. 2019; 56 (4): 341–349. DOI: 10.1080/02770903.2018.1455859.Diagnosis of diseases of chronic airflow limitation: Asthma, COPD and Asthma-COPD Overlap Syndrome (ACOS). Based on the Global Strategy for Asthma Management and Prevention and the Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of Cronic Obstructive Pulmonary Disease. Updated 2015. Available at: https://goldcopd.org/wp-content/uploads/2016/04/GOLD_ACOS_2015.pdfDiagnosis of diseases of chronic airflow limitation: Asthma, COPD and Asthma-COPD Overlap Syndrome (ACOS). Based on the Global Strategy for Asthma Management and Prevention and the Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of Cronic Obstructive Pulmonary Disease. Updated 2015. Available at: https://goldcopd.org/wp-content/uploads/2016/04/GOLD_ACOS_2015.pdfCui C., Yang W., Shi J. et al. Identification and analysis of human sex-biased microRNAs. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2018; 16 (3): 200–211. DOI: 10.1016/j.gpb.2018.03.004.Cui C., Yang W., Shi J. et al. Identification and analysis of human sex-biased microRNAs. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2018; 16 (3): 200–211. DOI: 10.1016/j.gpb.2018.03.004.Bai J.W., Mao B., Yang W.L. et al. Asthma-COPD overlap syndrome showed more exacerbations however lower mortality than COPD. QJM. 2017; 110 (7): 431–436. DOI: 10.1093/qjmed/hcx005.Bai J.W., Mao B., Yang W.L. et al. Asthma-COPD overlap syndrome showed more exacerbations however lower mortality than COPD. QJM. 2017; 110 (7): 431–436. DOI: 10.1093/qjmed/hcx005.Schembri F., Sridhar S., Perdomo C. et al. MicroRNAs as modulators of smoking-induced gene expression changes in human airway epithelium. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009; 106 (7): 2319–2324. DOI: 10.1073/pnas.0806383106.Schembri F., Sridhar S., Perdomo C. et al. MicroRNAs as modulators of smoking-induced gene expression changes in human airway epithelium. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009; 106 (7): 2319–2324. DOI: 10.1073/pnas.0806383106.Rupani H., Sanchez-Elsner T., Howarth P. MicroRNAs and respiratory diseases. Eur. Respir. J. 2013; 41 (3): 695–705. DOI: 10.1183/09031936.00212011.Rupani H., Sanchez-Elsner T., Howarth P. MicroRNAs and respiratory diseases. Eur. Respir. J. 2013; 41 (3): 695–705. DOI: 10.1183/09031936.00212011.Chen B.B., Li Z.H., Gao S. Circulating miR-146a/b correlates with inflammatory cytokines in COPD and could predict the risk of acute exacerbation COPD. Medicine (Baltimore). 2018; 97 (7): e9820. DOI: 10.1097/MD.0000000000009820.Chen B.B., Li Z.H., Gao S. Circulating miR-146a/b correlates with inflammatory cytokines in COPD and could predict the risk of acute exacerbation COPD. Medicine (Baltimore). 2018; 97 (7): e9820. DOI: 10.1097/MD.0000000000009820.Trinh H.K.T., Pham D.L., Kim S.C. et al. Association of the miR-196a2, miR-146a, and miR-499 polymorphisms with asthma phenotypes in a Korean population. Mol. Diagn. Ther. 2017; 21 (5): 547–554. DOI: 10.1007/s40291-017-0280-1.Trinh H.K.T., Pham D.L., Kim S.C. et al. Association of the miR-196a2, miR-146a, and miR-499 polymorphisms with asthma phenotypes in a Korean population. Mol. Diagn. Ther. 2017; 21 (5): 547–554. DOI: 10.1007/s40291-017-0280-1.Hammad R.H.M., Hamed D.H.E.D., Eldosoky M.A.E.R. et al. Plasma microRNA-21, microRNA-146a and IL-13 expression in asthmatic children. Innate Immun. 2018; 24 (3): 171–179. DOI: 10.1177/1753425918763521.Hammad R.H.M., Hamed D.H.E.D., Eldosoky M.A.E.R. et al. Plasma microRNA-21, microRNA-146a and IL-13 expression in asthmatic children. Innate Immun. 2018; 24 (3): 171–179. DOI: 10.1177/1753425918763521.Specjalski K., Niedoszytko M. MicroRNAs: future biomarkers and targets of therapy in asthma? Curr. Opin. Pulm. Med. 2020; 26 (3): 285–292. DOI: 10.1097/MCP.0000000000000673.Specjalski K., Niedoszytko M. MicroRNAs: future biomarkers and targets of therapy in asthma? Curr. Opin. Pulm. Med. 2020; 26 (3): 285–292. DOI: 10.1097/MCP.0000000000000673.Williams A.E., Larner-Svensson H., Perry M.M. et al. MicroRNA expression profiling in mild asthmatic human airways and effect of corticosteroid therapy. PLoS One. 2009; 4 (6): e5889. DOI: 10.1371/journal.pone.0005889.Williams A.E., Larner-Svensson H., Perry M.M. et al. MicroRNA expression profiling in mild asthmatic human airways and effect of corticosteroid therapy. PLoS One. 2009; 4 (6): e5889. DOI: 10.1371/journal.pone.0005889.Comer B.S., Camoretti-Mercado B., Kogut P.C. et al. MicroRNA-146a and microRNA-146b expression and anti-inflammatory function in human airway smooth muscle. Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2014; 307 (9): L727–734. DOI: 10.1152/ajplung.00174.2014.Comer B.S., Camoretti-Mercado B., Kogut P.C. et al. MicroRNA-146a and microRNA-146b expression and anti-inflammatory function in human airway smooth muscle. Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2014; 307 (9): L727–734. DOI: 10.1152/ajplung.00174.2014.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.