miR-133aのダウンレギュレーションはゼブラフィッシュにおけるトリクロロエチレンの心臓発生毒性に寄与している

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Chemosphere.2020 Jul;251:126610. S0045-6535(20)30803-1. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.126610.Epub 2020-04-01.

miR-133aのダウンレギュレーションはゼブラフィッシュにおけるトリクロロエチレンの心臓発生毒性に寄与している

Downregulation of miR-133a contributes to the cardiac developmental toxicity of trichloroethylene in zebrafish.

Yujie Huang
Bin Jiang
Ying Xia
Jin Wang
Cheng Ji
Jian Tong
Tao Chen
Yan Jiang

PMID: 32443250 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.126610.

抄録

広く使用されている有機溶剤であるトリクロロエチレン（TCE）は、一般的な環境汚染物質である。母体のTCE曝露が先天性心疾患との関連性を示すエビデンスが増えてきているが、そのメカニズムはほとんどわかっていない。本研究では、ゼブラフィッシュの胚において、TCE 曝露が心臓の欠損や機能障害を有意に誘導することを明らかにした。心臓組織を解剖し、ハイスループットシークエンシングと qPCR を行い、異なる発現を示す miRNA と mRNA を同定した。miRNAの効果は、アンタゴミルまたはアゴミルのマイクロインジェクションによってさらに検証した。活性酸素種（ROS）および細胞増殖は、それぞれジクロロジヒドロフルオレセインジアセテート（DCFH-DA）およびEdU染色を用いて測定した。その結果、ゼブラフィッシュ胚の心臓部では、19個のmiRNAがダウンレギュレーションされているのに対し、48個のmiRNAがアップレギュレーションされていることがわかった。さらに、miR-133aのダウンレギュレーションとmiR-182のアップレギュレーションを検証した。さらに、miR-133aアゴミールはTCEによる心臓障害を有意に緩和し、miR-133aアンタゴミールはTCEの心臓発達に対する毒性効果を模倣していることを明らかにした。さらに、miR-133a agomirは、ゼブラフィッシュ胚の心臓におけるTCE誘発性の活性酸素産生と過剰な細胞増殖を有意に抑制した。以上の結果から、miR-133aはTCEによる活性酸素の生成を仲介し、過剰な細胞増殖や心臓障害を引き起こすことが示唆された。

Trichloroethylene (TCE), a widely used organic solvent, is a common environmental pollutant. Increasing evidence indicates that maternal TCE exposure is associated with congenital cardiac defects, but the underlining mechanisms remain largely unknown. In this study, we revealed that TCE exposure significantly induced heart defects and dysfunctions in zebrafish embryos. Heart tissues were dissected and subjected to high throughput sequencing and qPCR to identify differentially expressed miRNAs and mRNAs. The effects of miRNA were further verified by microinjection of antagomir or agomir. Reactive Oxygen Species (ROS) and cell proliferation were measured by using dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFH-DA) and EdU staining, respectively. Our results showed that 19 miRNAs were downregulated whereas 48 miRNAs were upregulated in the heart of zebrafish embryos. The downregulation of miR-133a and the upregulation of miR-182 were further validated. Moreover, we found that miR-133a agomir significantly alleviated the TCE-induced heart defects while miR-133a antagomir mimicked the toxic effect of TCE on heart development. Furthermore, miR-133a agomir significantly counteracted TCE-induced ROS production and excessive cell proliferation in the heart of zebrafish embryos. In conclusion, our results indicate that miR-133a mediates TCE-induced ROS generation, leading to excessive cell proliferation and heart defects.