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生涯を通じた脳脊髄液マイクロ RNA の変動性
Variability in Cerebrospinal Fluid MicroRNAs Through Life.
PMID: 32676987 DOI: 10.1007/s12035-020-02011-3.
抄録
ヒトの脳の発達は、胚の分化の最初の数週間で始まる。しかし、出生後や寿命の間には、多くの関連する神経発達プロセスが存在します。このような細かく変化するシナリオでは、適切な専門化と相互接続性を達成するために、何千もの遺伝子の協調的な発現が必要となる。このような背景から、mRNAの安定性や翻訳を調節できるマイクロRNA（miRNA）が、脳の発達と神経発達障害の両方に関与していることが認知されつつあります。そのため、脳脊髄液（CSF）のmiRNAは、関連する年齢層で完全に区別される必要があります。本研究では、脳脊髄液中のmiRNA発現の生物学的変動性を明らかにすることを目的としました。我々は、14名の健常児（0～7.4歳）のCSF microRNAomeをsmallRNA-Seq法で解析し、成人（N=7）および高齢者（N=11）の過去のデータと比較した。また、寿命の異なる時期に発現のピークを迎えた18種類のmiRNAと、特定の年齢層でのみ発現しているmiRNAが検出された。一方、miR-191-5pは生後1年目から安定した発現を示した。この結果は、生涯を通じて観察される複雑で異なる miRNA 発現プロファイルを示していることを示しており、異なる病理学的状況下で CSF の miRNA の発現を解析する際には、年齢をマッチさせた適切なコントロールを含める必要があることを強調している。グラフィカルアブストラクト。
The development of the human brain starts in the first weeks of embryo differentiation. However, there are many relevant neurodevelopmental processes that take place after birth and during lifespan. Such a fine and changing scenario requires the coordinated expression of thousands of genes to achieve the proper specialization and inter-connectivity. In this context, microRNAs (miRNAs), which can modulate mRNA stability and translation, are gaining recognition for their involvement in both brain development and neurodevelopmental disorders. Therefore, cerebrospinal fluid (CSF) miRNAs should be perfectly differentiated in relevant age periods. In this study, we aimed to highlight the biological variability of miRNA expression in the CSF throughout life, which is also crucial for biomarker discovery in CNS pathologies, especially in children, where they are desperately needed. We analyzed the CSF microRNAome of 14 healthy children (aged 0-7.4 years) by smallRNA-Seq and compared it with previously published data in adults (N = 7) and elders (N = 11). miR-423-5p and miR-22-3p were overexpressed in the < 1 and > 3 years groups, respectively. Additionally, we detected 18 miRNAs that reached their highest peak of expression at different time-points during the lifespan and sets of miRNAs that were exclusively expressed in a specific age group. On the contrary, miR-191-5p showed stable expression in CSF from the first year of life. Our results remark the complex differential miRNA expression profile that can be observed through life, which underlines the need for including appropriate age-matched controls when the expression of CSF miRNAs is analyzed in different pathological contexts. Graphical abstract.