PMC

Nervový systém prochází během vývoje rozsáhlými změnami ve vzorování, přestavbě a specifikaci buněk. U dospělých savců se skládá ze sítí buněk, které zasahují do všech orgánů a částí těla a vedou impulzy tam a zpět, aby včas řídily základní fyziologické reakce na vnitřní a vnější podněty. Ke splnění svých úkolů využívá nervový systém velké množství buněk s různými vlastnostmi, které vytvářejí nesmírně složité struktury, a jeho vývoj a funkce závisí na řadě propracovaných genových regulačních mechanismů. k nejnovějším klíčovým hráčům v regulaci nervového systému se přidaly mikroRNA (miRNA). miRNA jsou třídou hojných, přibližně 22 nukleotidů dlouhých RNA, které jsou endogenně exprimovány v širokém spektru organismů a v každém typu buněk organismů. Regulací exprese velkého počtu genů kódujících proteiny řídí miRNA řadu důležitých biologických procesů (Ambros, 2004). Tento přehled shrnuje naše současné poznatky o úloze miRNA v nervovém systému savců.

miRNA: Biogeneze a mechanismy působení. MiRNA se může nacházet v intronu nebo exonu hostitelského genu nebo může tvořit samostatnou transkripční jednotku (Rodriguez et al., 2004). Zpočátku je přepisována jako součást mnohem delšího primárního transkriptu, obvykle RNA polymerázou II (Cullen, 2004). U savců je transkript štěpen RNázou zvanou Drosha spolu s její regulační podjednotkou DGCR8, čímž se v jádře uvolní přibližně 65nukleotidový vlásenkový prekurzor. Malý počet prekurzorů může vznikat také způsobem nezávislým na Drosha (Berezikov et al., 2007; Okamura et al., 2007; Ruby et al., 2007). Prekurzor je pak exportován do cytoplazmy pomocí exportinu5 a jeho kofaktoru Ran vázaného na GTP. Po vstupu do cytoplazmy je prekurzor dále zpracováván další RNázou, Dicerem, za vzniku přibližně 22bázového páru meziproduktu RNA duplexu. Vazba proteinu Argonaute na duplex a následné strukturální změny vedou k udržení zralé jednovláknové miRNA v komplexu Argonaute: miRNA. Stejně jako exprese mRNA může být exprese miRNA regulována transkripčně a posttranskripčně a některé příklady budou diskutovány později.

Komplex Argonaute:miRNA zprostředkovává přímé biologické účinky miRNA prostřednictvím RNA interference a souvisejících mechanismů (He a Hannon, 2004). Bylo zaznamenáno mnoho proteinů, které interagují s proteinem Argonaute, ačkoli jejich následné funkce nebyly pevně stanoveny. Část miRNA zjevně zajišťuje specifičnost procesu umlčování RNA tím, že se váže na svou cílovou sekvenci, která se obvykle nachází v 3′ nepřekládaných oblastech živočišné mRNA. Zdá se, že komplementarita mezi 5′ koncem miRNA, tzv. seed oblastí, a cílovou mRNA je pro specifičnost vazby nepoměrně důležitější, zatímco 3′ konec miRNA se na rozpoznání cíle podílí méně (Lewis et al., 2005). Protože živočišná miRNA se téměř nikdy dokonale neshoduje se svými cíli a pro funkci miRNA skutečně stačí částečná komplementarita, může miRNA regulovat expresi stovek genů; na druhé straně může mRNA obsahovat více cílových míst pro miRNA (Lewis et al., 2005; Xie et al., 2005; Miranda et al., 2006). Interakce mezi miRNA a její cílovou mRNA vede zásadně ke snížení produkce produktu cílového genu (tj. proteinu), ačkoli podrobný mechanismus zůstává neobjasněn (Filipowicz et al., 2008). Protein Argonaute pravděpodobně interaguje s translačním strojem a inhibuje syntézu proteinů, k čemuž může docházet v různých fázích (např. v iniciačním a elongačním kroku) během translace, možná v závislosti na povaze miRNA a cílového transkriptu. mRNA, kterým je zabráněno v translaci, často vykazují také sníženou akumulaci. MiRNA byly přisuzovány i další způsoby působení. Například miRNA mohou potlačovat expresi genů v cyklujících kultivovaných buňkách, ale zvyšovat expresi genů v zastavených buňkách (Vasudevan a Steitz, 2007; Vasudevan a kol., 2007). Ačkoli druhá možnost má významné důsledky pro postmitotické neurony, výzkumné úsilí se dosud zaměřovalo na pochopení represe genů zprostředkované miRNA v nervových systémech.

V současné databázi miRNA je přibližně 600 lidských genů miRNA, které kódují přibližně 1000 potenciálních miRNA (Griffiths-Jones et al., 2008). Mnohé z nich jsou evolučně konzervované u savců, některé dokonce i u červů a much. geny miRNA jsou pojmenovány v pořadí jejich objevení, například miR-1, miR-2 atd. s ohledem na druhovou konzervovanost, s výjimkou lin-4 a let-7, což jsou první dvě miRNA, které byly kdy identifikovány. objevení miRNA bylo značně usnadněno masivním úsilím v oblasti sekvenování a predikcí pomocí počítačových programů s následným potvrzením pomocí citlivých metod polymerázové řetězové reakce. Tyto přístupy však mají svá úskalí. Malý počet miRNA je pravděpodobně chybně anotován a místo toho představuje degradační produkty nepříbuzných transkriptů (Berezikov et al., 2006a). Navíc, protože miRNA působí vazbou na své cílové mRNA, jejichž počet se potenciálně počítá na stovky, funkce miRNA kriticky závisí na její hmotnosti. Počet kopií nejhojnějších miRNA může značně přesahovat 10 000 na buňku nebo neuron (Lim et al., 2003; Kye et al., 2007), ale je možné, že některé databázové miRNA jsou exprimovány na příliš nízké úrovni, aby byly účinné vůči většině svých jinak potenciálních cílů. Na druhou stranu, i když se miRNA v celkovém vzorku tkáně vyskytuje jen zřídka, může být stále funkční, pokud je vysoce omezena na subpopulaci buněk určitého buněčného typu nebo vývojového stadia, což může být relevantní pro situaci v nervovém systému.

Exprese miRNA v nervovém systému. Stejně jako jiné tkáně a buňky i nervový systém a nervové buněčné linie exprimují miRNA, z nichž některé jsou v této tkáni a nervových buňkách obohacené nebo jedinečné (např. miR-9, miR-124, miR-125, miR-128 a miR-129) (Lagos-Quintana et al., 2002; Dostie et al., 2003; Babak et al., 2004; Barad et al., 2004; Kim et al., 2004; Liu et al., 2004; Nelson et al., 2004; Sempere et al., 2004; Baskerville a Bartel, 2005; Berezikov et al., 2006b; Hohjoh a Fukushima, 2007a; Landgraf et al., 2007; Bak et al., 2008). Zdá se, že počet genů miRNA, jejichž exprese byla zjištěna v nervovém systému, je větší než v mnoha jiných orgánech, což možná částečně odráží skutečnost, že nervový systém obsahuje mnoho typů a subtypů buněk. Směrem k pochopení složitosti exprese miRNA tyto studie dále odhalily, že anatomicky odlišné oblasti dospělého centrálního nervového systému (např. mozeček, hypotalamus a hipokampus) exprimují podobné miRNA, ale relativní hladiny miRNA se mohou v různých oblastech výrazně lišit.

Exprese miRNA během diferenciace neuronů a neurodevelopmentu byla rovněž zkoumána. Při působení kyseliny all-trans-retinové se buňky embryonálního karcinomu terminálně diferencují na buňky podobné neuronům. Spolu s morfologickými změnami se v průběhu času významně indukuje exprese miRNA, jako jsou miR-9, miR-124 a miR-125, což naznačuje, že tyto miRNA mohou kromě svých potenciálních funkcí v dospělosti hrát roli při diferenciaci nebo určování buněčného osudu (Sempere et al., 2004; Smirnova et al., 2005; Hohjoh a Fukushima, 2007b). Postiženo je také mnoho miRNA, které nejsou specifické pro nervový systém. Výrazně je například regulována rodina miRNA let-7, která má pravděpodobně obecnější vliv na proces diferenciace a vývoje. Podobné a hluboké změny v expresi miRNA jsou pozorovány při neurogenezi a gliogenezi embryonálních kmenových buněk (Smirnova et al., 2005; Krichevsky et al., 2006). Dále se ukázalo, že miR-124 a miR-128 jsou přednostně exprimovány v neuronech, zatímco miR-23, miR-26 a miR-29 jsou omezeny nebo obohaceny v astrocytech (Smirnova et al., Byl také zkoumán profil exprese miRNA při vývoji nervové soustavy savců a opět byla pozorována časově regulovaná vlna exprese miRNA (Krichevsky et al., 2003; Miska et al., 2004; Smirnova et al., 2005; Wheeler et al., 2006; Dogini et al., 2008). Všechny tyto výsledky naznačují, že profil exprese miRNA může sloužit jako marker neuronálního vývoje a že specifické miRNA mohou přispívat k vývojovému procesu.

miRNA byly izolovány z polysomů kultivovaných neuronů, což odpovídá roli miRNA při kontrole translace (Kim et al., 2004; Nelson et al., 2004). Strategickým aspektem genové regulace v nervových buňkách je to, že mnoho mRNA je soustředěno v blízkosti specifických struktur, aby byla zajištěna lokální, aktivitou regulovaná syntéza proteinů. Lze předpokládat, že některé miRNA se také řídí takovými vzorci subcelulární distribuce. Ve skutečnosti bylo zaznamenáno selektivní obohacení nebo deplece miRNA v dendritech (Schratt et al., 2006; Kye et al., 2007). Tyto výsledky naznačují, že miRNA, podobně jako sekvenčně specifické proteiny vázající mRNA, by mohly lokálně regulovat genovou expresi a ovlivňovat tak synaptickou plasticitu v nervových buňkách.

funkce miRNA: Poučení ze studií globální ztráty miRNA. Podmíněné knokauty Diceru, genu nezbytného pro biogenezi miRNA, byly hojně využívány ke zkoumání kolektivních rolí miRNA ve specifických tkáních a typech buněk u myší. Po ztrátě Diceru ve zralých Purkyňových buňkách dochází k rychlému šíření miRNA bez okamžitého dopadu na fyziologii nebo funkci buněk (Schaefer et al., 2007). Přesto nakonec dojde k odumření buněk, což vede k progresivní cerebelární degeneraci a rozvoji ataxie, která odráží neurodegenerativní poruchy u lidí. Ablace Diceru v postmitotických dopaminergních neuronech středního mozku vede rovněž k progresivnímu úbytku neuronů in vitro i in vivo a mutantní myši mají výrazně sníženou lokomoci, což připomíná pacienty s Parkinsonovou chorobou (Kim et al., 2007). Homozygotní knockout Diceru, počínaje embryonálním dnem 15,5, v kůře a hipokampu myší vede ke změnám morfologie dendritů, apoptóze, mikrocefalii, ataxii a smrti do 3 týdnů po narození (Davis et al., 2008). Myši se ztrátou Diceru ve striatálních dopaminoceptivních neuronech rovněž vykazují behaviorální a neuroanatomické fenotypy, ačkoli na rozdíl od neuronů, na které se zaměřily ostatní studie, postižené neurony přežívají po celou dobu života zvířat, což je přibližně 10 týdnů (Cuellar et al., 2008). Dicer je dále nutný pro diferenciaci čichu v embryu, udržení čichových progenitorů a diferenciaci čichových prekurzorů, zatímco pro správnou funkci zralých neuronů u myší je nepotřebný (Choi et al., 2008). Základní příčinou těchto fenotypů může být to, že deplece miRNA vede k velmi postupné ztrátě důležitých proteinů a/nebo k akumulaci určitých proteinů na úroveň, která je v konečném důsledku pro buňky toxická. Nejisté zůstává, zda některé z pozorovaných fenotypů nejsou důsledkem ztráty funkcí Diceru nezávislých na miRNA, protože Dicer zpracovává i jiné malé RNA, například malé interferující RNA. Haploinsuficience DGCR8, dalšího genu zapojeného do zpracování miRNA, vede ke snížené expresi miRNA a neuronálním a behaviorálním deficitům i u myší (Stark et al., 2008). Celkově lze říci, že existují velmi silné argumenty pro důležitou funkci miRNA při diferenciaci a přežívání neuronů, což je v souladu s všudypřítomnou expresí miRNA a jejich funkcí v jiných tkáních.

funkce miRNA: Poučení ze studií jednotlivých miRNA. Byly zkoumány funkce jednotlivých miRNA ve vyvíjejících se neuronech. Ve stejné studii, která prokázala kombinovanou roli miRNA při udržování dopaminergních neuronů středního mozku (Kim et al., 2007), bylo zjištěno, že miR-133b potlačuje diferenciaci těchto neuronů z embryonálních kmenových buněk a kultur středního mozku. Autoři identifikovali jako cíl miR-133b transkripční faktor Pitx3, který normálně aktivuje genovou expresi v dopaminergních neuronech. Choi et al. (2008) ukázali, že miR-200 je nezbytný pro diferenciaci čichových progenitorových buněk a že jeho funkce může záviset na jeho schopnosti cílit na signální dráhy Notch a transformující růstový faktor-β a na Foxg1. Dalším asi nejlépe prostudovaným příkladem je miR-124, hojná a signální miRNA v neuronech. exprese miR-124 je nízká v embryonálních kmenových buňkách a neuronálních prekurzorových buňkách, ale dramaticky se zvyšuje v neuronech. Časná nadměrná exprese miR-124 spolu s další hojnou miRNA, miR-9, posouvá diferenciaci prekurzorů k neuronům, což naznačuje, že miR-124 a miR-9 stimulují diferenciaci neuronů (Krichevsky et al., 2006). V samostatné studii nadměrná exprese miR-124 podporuje, zatímco inhibice funkce miR-124 zpožďuje růst neuritů (Yu et al., 2008). miR-124 může buňkám propůjčovat neuronální vlastnosti, protože nadměrná exprese miR-124 v buňkách HeLa snižuje regulaci mnoha genů, jejichž exprese v neuronech chybí (Lim et al., 2005), zatímco blokování aktivity miR-124 ve zralých neuronech zvyšuje hladiny ne-neuronálních mRNA (Conaco et al., 2006). miR-124 vykonává své funkce nejméně třemi mechanismy. Za prvé inhibuje expresi fosfatázy 1 s malou C-terminální doménou, která je součástí transkripčního represoru RE1-silencing (Visvanathan et al., 2007). V ne-neuronálních tkáních vypíná transkripční represor RE1-silencing transkripci mnoha neuronálních genů, včetně miR-124 (Conaco et al., 2006), což je nový příklad kritických transkripčních faktorů regulujících expresi mRNA i miRNA. V důsledku zvýšené hladiny miR-124 v neuronech dochází k indukci transkripce mnoha neuronálně specifických genů. Za druhé, miR-124 blokuje expresi polypyrimidin tract-binding proteinu 1, globálního represoru neuronálně specifického, alternativního začlenění exonu v ne-neuronálních buňkách (Makeyev et al., 2007). MiR-124 tedy řídí dva hlavní regulátory, které ovlivňují expresi širokého spektra genů. Za třetí, miR-124 přímo cílí na mnoho genů zapojených do regulace cytoskeletu, což může vysvětlovat její funkci při podpoře růstu neuritů (Yu et al., 2008). miR-124 má pravděpodobně i mnoho dalších přímých cílů.

Ve zralých neuronech je miRNA regulovaná lokální syntéza proteinů v synapsích atraktivním modelem pro vytvoření synaptické plasticity. U potkaních hipokampálních neuronů se miR-134 koncentruje v synaptodendritickém kompartmentu (Schratt et al., 2006). Nadměrná exprese miR-134 významně snižuje objem dendritických trnů, který se blíží synaptické síle, zatímco inhibice funkce miR-134 objem trnů zvyšuje. Na dendritech miR-134 zabraňuje translaci lim-doménu obsahující proteinkinázy 1 (Limk1), regulátoru dynamiky aktinových vláken. Nadměrná exprese Limk1 působí proti účinkům miR-134 na morfologii páteře, což naznačuje, že inhibice exprese Limk1 je hlavní cestou, kterou miR-134 omezuje velikost dendritických páteří. Funkční interakce mezi Limk1 a miR-134 může být regulována činností neuronů, protože je zmírňována neurotrofickým faktorem odvozeným z mozku, který se uvolňuje při synaptické stimulaci prostřednictvím dosud neurčených mechanismů. Z toho vyplývá, že pokud je asociace miRNA, podobně jako asociace RNA specifických vazebných proteinů, s cílovou mRNA nebo mRNA řízena podnětem, pak může podnět modulovat interakci mezi miRNA a mRNA a rychle a koordinovaně regulovat genovou expresi. Ačkoli miR-134 je zatím jedinou savčí miRNA, u níž byla prokázána lokalizovaná funkce v neuronech, zjištění, že proteiny zapojené do biogeneze a funkce miRNA jsou přítomny v postsynaptických denzitách, axonech a růstových kuželech, naznačuje, že na těchto místech mohou být identifikovány specifické funkce dalších miRNA (Lugli et al., 2005; Hengst a Jaffrey, 2007). Naznačuje to roli miRNA v kontrole uvolňování neurotransmiterů: bylo zjištěno, že miR-130a a miR-206 inhibují syntézu neurotransmiteru substance P v neuronálních buňkách odvozených z lidských mezenchymálních kmenových buněk, zatímco interleukin-1α snižuje expresi těchto miRNA, čímž inhibici zmírňuje (Greco a Rameshwar, 2007).

Expresi a funkci nervových miRNA ovlivňují vnější podněty, včetně farmakologických látek. Na modelu fetální myší kůry mozkové odvozené z neurospér pro studium vlivu etanolu na vývoj fetálního mozku se ukázalo, že vysoká dávka etanolu potlačuje expresi miR-21, miR-335, miR-9 a miR-153, ale nižší dávka etanolu indukuje miR-335 (Sathyan a kol., 2007). Reaktivní formy kyslíku mění expresi miRNA v kulturách lidských mozkových buněk (Lukiw a Pogue, 2007), což může mít význam pro Alzheimerovu chorobu (Lukiw, 2007). Jako příklad psychoterapeutických léků zaměřených na miRNA lze uvést lithium a valproát, dva významné stabilizátory nálady, které dlouhodobě ovlivňují expresi let-7b, let-7c, miR-128a, miR-24a, miR-30c, miR-34a, miR-221 a miR-144 v hipokampu potkanů (Zhou et al., 2008). Funkce těchto miRNA je třeba lépe definovat. Tyto miRNA mohou částečně zprostředkovávat účinky etanolu, reaktivních forem kyslíku nebo stabilizátorů nálady na genovou expresi a/nebo mohou znamenat adaptivní změny v mozkových buňkách. Ze změněných miRNA lze odvodit a testovat změny exprese v jejich cílových genech a osvětlit tak mechanismy působení různých látek a léčebných postupů. V jedné takové studii se ukázalo, že dlouhodobá hyperosmolární stimulace zvyšuje hladiny miR-7b v hypotalamu a jako cíl miR-7b byl identifikován Fos, kritický transkripční faktor, který zprostředkovává reakce na mnoho neurofarmakologických látek (Lee et al., 2006). Transkripce miR-132 je pozitivně řízena proteinem vázajícím element cAMP odpovědi, který stejně jako Fos reaguje na širokou škálu podnětů a nervových aktivit (Vo et al., 2005; Wayman et al., 2008). miR-132 down-reguluje p250GAP, člena rodiny proteinů aktivujících GTPázy Rac/Rho, který omezuje růst neuritů. Aktivitou řízená produkce miR-132 závislá na cAMP response element binding proteinu vede k inhibici p250GAP a růstu neuritů, čímž přispívá k dendritické plasticitě. Druhým cílem miR-132 je metyl CpG-vázající protein 2, obecný transkripční represor (Klein et al., 2007). Kromě toho jsou miR-132 a další pro mozek specifická miRNA, miR-129, řízeny světlem a cirkadiánními hodinami a následně modulují cirkadiánně-časový proces v suprachiasmatickém jádru in vivo (Cheng et al., 2007).

Z rychle přibývajících důkazů je zřejmé, že miRNA regulují expresi genů zapojených do rozmanitých procesů a ovlivňují tak mnoho kroků a aspektů zrání a fungování nervového systému savců. Budoucí studie objasní, jak miRNA působí v součinnosti s transkripčními faktory, proteiny vážícími mRNA a dalšími regulačními proteiny, aby časově a prostorově doladily genovou expresi v reakci na vnitřní a vnější podněty.

asociace miRNA s neurologickými onemocněními u lidí. Aberantní exprese a funkce miRNA se podílí na vzniku rakoviny a dalších poruch nervového systému. miRNA jsou rozdílně exprimovány u glioblastomu a neuroblastomu (Chan et al., 2005; Ciafre et al., 2005; Laneve et al., 2007; Lukiw et al., 2009; Silber et al., 2008). Například u glioblastomu jsou zvýšené hladiny miR-21, miR-221 a miR-222, ale snížené hladiny miR-7, miR-124 a miR-137. MiR-21 je podezřelý onkogen, který je často nadměrně exprimován u nádorových onemocnění. Mezi potenciální cíle miR-221 a miR-222 patří p27 a p57, inhibitory progrese buněčného cyklu (Gillies a Lorimer, 2007; Medina et al., 2008), zatímco snížená hladina miR-7 může regulovat expresi receptoru epidermálního růstového faktoru a dráhy Akt (Kefas et al., (2008) a Fos (Lee et al., 2006).

Mnohé studie knockoutu Dicer odhalily u myší podobné fenotypy, jaké se projevují u lidských neurodegenerativních onemocnění (viz výše), což naznačuje, že ztráta globálních a/nebo specifických miRNA může přispívat k těmto onemocněním. U lidí byl identifikován jednonukleotidový polymorfismus ve vazebném místě miR-189 v 3′ nepřekládané oblasti mRNA kódující silný kandidátský gen pro Tourettův syndrom, SLIT a Trk-like 1 (Abelson et al., 2005). Tato nukleotidová změna podle reportérového testu zvyšuje represi genů zprostředkovanou miRNA. exprese miR-133b je nedostatečná ve středním mozku pacientů s Parkinsonovou chorobou, ačkoli příčinný vztah mezi ztrátou miR-133b a Parkinsonovou chorobou se teprve stanovuje (Kim et al., 2007). V prefrontální kůře pacientů se schizofrenií (Perkins et al., 2007) nebo v mozku pacientů s Alzheimerovou chorobou (Lukiw, 2007; Lukiw et al., 2008) byla zjištěna rozdílná exprese řady miRNA. Například miR-146a je v mozkových buňkách pacientů s Alzheimerovou chorobou zvýšená, zatímco exprese jejího předpokládaného cíle, komplementového faktoru H, je snížená. Transkripce miR-146a je stimulována jaderným faktorem-κB (Taganov et al., 2006; Lukiw et al., 2008), což odpovídá zapojení zánětlivých a jiných stresových reakcí do patogeneze Alzheimerovy choroby. Alzheimerova choroba dále koreluje se ztrátou mozkových miR-29 a miR-107, které normálně potlačují expresi β-sekretázy (Hebert et al., 2008; Wang et al., 2008). A konečně, u pacientů s Huntingtonovou chorobou se uvádí změněná exprese miRNA, včetně snížené miR-132 (Johnson et al., 2008). Po zjištění korelace mezi expresí miRNA a neurologickými poruchami je nelehkým úkolem objasnit podíl miRNA na těchto různých onemocněních.

Terapeutická intervence na základě našich znalostí o miRNA. Vzhledem k rozdílné expresi miRNA u různých onemocnění je lákavé nadměrně exprimovat miRNA nebo inhibovat funkci miRNA za účelem léčby těchto onemocnění. Ačkoli veškeré výsledky jsou zatím předběžné, ukázalo se, že inhibice funkce miR-21 vyvolává apoptózu v buňkách glioblastomu a senzibilizuje buňky k cytotoxické léčbě nádorů u myší (Chan et al., 2005; Corsten et al., 2007). Nadměrná exprese miR-221 a miR-222 v glioblastomových buňkách podporuje předčasný vstup do buněčného cyklu, což vede k buněčné smrti (Medina et al., 2008). Podobně nadměrná exprese miR-7 snižuje životaschopnost a invazivitu primárních linií glioblastomu in vitro (Kefas et al., 2008). Tyto studie ukazují, že rozdílná exprese miRNA má funkční důsledky a že miRNA mohou sloužit jako cíle pro lékové intervence. Například miRNA konjugované s cholesterolem nebo jejich inhibitory, případně jejich virové expresní vektory, mohou být cíleně vpraveny do mozku a změnit tak funkci miRNA. Na druhé straně mohou být vyvinuty léky, které regulují expresi miRNA, nebo jakmile budou odhaleny následné efektory miRNA, stanou se také cíli léků.

Umělé miRNA nebo krátké vlásenkové RNA byly také navrženy a použity k potlačení genové exprese prostřednictvím RNA interference v modelech onemocnění. V takových případech miRNA fungují jako malé interferující RNA, které se zaměřují na virové geny nebo endogenní geny, o nichž je známo, že způsobují onemocnění. V jedné studii chrání jednorázové intrakraniální podání krátkých vlásenkových RNA kódovaných lentivirem myši před smrtelnou encefalitidou vyvolanou virem japonské encefalitidy (Kumar et al., 2006). V jiné studii zlepšila intracerebelární injekce rekombinantních adenoasociovaných virů exprimujících krátké vlásenkové RNA proti mutantnímu ataxinu-1, proteinu zodpovědnému za onemocnění spinocerebelární ataxií typu 1, motorickou koordinaci, obnovila morfologii mozečku a zmírnila jaderné inkluze ataxinu-1 v myším modelu onemocnění (Xia et al., 2004). Třetí studie se zaměřuje na Huntingtonovu chorobu (McBride et al., 2008), která je způsobena dominantně mutovaným proteinem huntingtin. Umělé miRNA proti tomuto proteinu jsou kódovány rekombinantními adenoasociovanými viry a dodávány injekcí do striata myší exprimujících mutantní lidský protein huntingtin. Tyto miRNA jsou schopny snížit expresi mutantního huntingtinu, aniž by způsobily zjevnou toxicitu v myším mozku.

Budoucí perspektiva. Není pochyb o tom, že soubor ověřených cílů a funkcí miRNA se bude v blízké budoucnosti svižným tempem rozšiřovat. Pro další pochopení komplexních rolí miRNA v regulaci nervového systému bude velmi přínosné zabývat se řadou následujících otázek. Za prvé, je možné zpřesnit rozlišení exprese miRNA tak, aby bylo možné zohlednit mnoho různých typů a podtypů buněk ve vyvíjejícím se a zralém nervovém systému? Dále, je subcelulární lokalizace miRNA dynamická a je funkce miRNA v nervové buňce prostorově regulována? Zadruhé by měl být přijat systémový nebo globální pohled na hodnocení toho, jak změny v expresi miRNA vedou ke změnám v expresi proteinů a v konečném důsledku ke změnám fenotypů. Jedna miRNA má pravděpodobně mnoho cílů. Ačkoli publikované zprávy zkoumají u každé miRNA obvykle pouze jeden z jejích cílů, jehož aktivita je v souladu s celkovou funkcí miRNA, je vysoce pravděpodobné, že miRNA může regulovat geny, které pozitivně i negativně řídí nějaký konkrétní proces in vivo. Působení miRNA je také integrováno s působením dalších regulačních molekul (např. transkripčních faktorů). Za třetí, genetické přístupy (např. podmíněné vyřazení jednotlivých miRNA) nám poskytnou definitivnější odpovědi o funkcích miRNA v nervovém systému savců. Genetické analýzy u červů, mušek a zebřiček výrazně posunuly naše znalosti o miRNA a skutečně předpověděly nebo potvrdily mnoho poznatků v savčím systému. V neposlední řadě je třeba stanovit příčinné souvislosti mezi miRNA a neurologickými poruchami a tyto informace by měly být využity k vypracování nových terapeutických strategií.

.