Существуют заметные различия между мужчинами и женщинами в их восприимчивости ко многим человеческим заболеваниям, включая сердечно-сосудистые заболевания. Например, у женщин обычно меньшее сердце, которое качает быстрее, в то время как у мужчин большее сердце, которое качает больше крови с каждым ударом сердца.

В свете отчета рабочей группы Национального института сердца, легких и крови (NHLBI) за 2016 год по исследованию гендерных различий в сердечно-сосудистых заболеваниях исследователи приложили огромные усилия, чтобы понять, что в биологии предрасполагает людей к сердечно-сосудистым заболеваниям , специфичным для пола .

Исследователи из лабораторий Фрэнка Л. Конлона, доктора философии, профессора биологии и генетики, и Билла Марзлаффа, доктора философии, заслуженного профессора биохимии и биофизики имени Кенана, недавно добились большого прогресса в этой области, раскрыв одну из молекулярных причин гендерных различий в заболеваемости сердца.

В новом исследовании, проведенном аспирантом Айком Эмерсоном в лаборатории Конлона, ученые обнаружили, что микроРНК под названием miR-871 — одна из самых маленьких РНК, обнаруженных в клетках, — играет значительную роль в физиологических и патологических различиях, наблюдаемых между мужскими и женскими сердцами. Их результаты были опубликованы в Circulation Research .

«Результаты исследования показывают, что микроРНК на Х-хромосоме могут напрямую контролировать различия в сердце у мужчин и женщин», — сказал Конлон, который связан с Институтом сердца МакАллистера при Университете Северной Каролины. «Результаты исследования также показывают, что различия в биологии у мужчин и женщин могут быть установлены после включения гена».

МикроРНК и болезни сердца
МикроРНК — это небольшие одноцепочечные нуклеиновые кислоты, которые играют важную роль в регуляции экспрессии генов , эффективно переключая гены на тонкую настройку производства белка в организме. Хотя эти задачи могут показаться незначительными, они существенно влияют на большинство функций организма, от клеточного развития органов до ритмичного биения наших сердец.

Конлон посвятил годы исследованию ранних стадий развития сердца и различий в сердечных заболеваниях между полами. В 2021 году Конлон опубликовал статью в Developmental Cell , в которой показал, что гены на хромосомах X и Y регулируют белки сердца. Однако молекулярные механизмы, лежащие в основе этих различий, остаются плохо изученными.

Чтобы заполнить этот пробел, лаборатория Конлона объединилась с Марзлаффом, экспертом по регуляции генов с помощью РНК в клетках животных , чтобы каталогизировать все изменения в микроРНК между мужскими и женскими сердцами.

Из четырех микроРНК, расположенных на Х-хромосоме, исследователи остановились на miR-871. Эта микроРНК снижает количество саркалуменина или SRL, белка, вырабатываемого в сердце. SRL помогает клеткам сердца перезаряжаться и восстанавливаться после каждого сокращения мышцы и поддерживает сердце «в ритме». MiR-888, человеческий эквивалент miR-871, аналогичным образом регулирует уровни SRL в человеческом сердце.

Исследователи подтвердили свои выводы, манипулируя уровнями miR-871. Они использовали генетические методы для подавления выработки miR-871 у самок мышей. Это вмешательство увеличило уровни SRL и улучшило способность сердца перезаряжаться между ударами. В результате сердца самок мышей стали напоминать по характеру биения и функциональности мужские сердца.

Связь с недавней Нобелевской премией
Исследователи могут использовать эту информацию для разработки терапий, которые изменяют уровни микроРНК человека для лечения заболеваний сердца. Терапии на основе микроРНК уже изучаются для других состояний.

Марзлафф утверждает, что их последние результаты особенно актуальны, учитывая, что двое исследователей, Виктор Амброс и Гэри Рувкун, были удостоены Нобелевской премии по физиологии 2024 года за открытие функции и развития микроРНК у нематод за свою работу в 1990-х годах.

«Поразительно, что и у мышей, и у людей одна и та же miRNA связывается в двух местах на SRL mRNA», — сказал Марзлафф, содиректор UNC RNA Discovery Center. «Эта miRNA снижает способность, но не полностью предотвращает синтез белка SRL mRNA, что похоже на то, что было обнаружено в первоначальных работах Амброса и Рувкуна».

Дальнейшие исследования и потенциальные методы лечения
Исследователи стремятся глубже изучить роль miR-871, miR-888 и других miRNA в старении сердца, чтобы определить потенциальные терапевтические цели или биомаркеры для возрастных заболеваний сердца. Это исследование может в конечном итоге привести к более персонализированным стратегиям лечения, которые учитывают половые различия в здоровье сердца и старении.

Лаборатория Конлона продолжит изучать другие miRNA, которые различаются между мужскими и женскими сердцами, сосредоточившись на том, как затронутые белки способствуют физиологическим различиям между полами. Они также работают над тем, чтобы понять, почему женское сердце производит больше miRNA, чем мужское.