Transmission von microRNA antimiRs auf Mausjungtiere über die maternal-plazentar-fetale Einheit

Abstract

MicroRNAs spielen eine entscheidende Rolle in der Regulation zellulärer Prozesse, sind aber auch entscheidender Mediator von Entwicklungs- und Wachstumsvorgängen von Organen und Geweben. Die Beeinflussung der pränatalen microRNA Expression und somit der Organogenese mittels Tamoxifen oder Tetracyclin abhängiger Genmodulationssysteme ist zwar bereits vielfach angewandt worden, bringt allerdings durch zahlreiche unkalkulierbare Nebenwirkungen auch Nachteile mit sich. In dieser Arbeit sollte daher untersucht werden, ob mittels pränataler Verabreichung einer spezifischen antimicroRNA an schwangere Mäuse die Expression der Ziel-microRNA und ihrer entsprechenden Zielgene auch in den Nachkommen beeinflusst werden können. Beispielhaft wurde hier die microRNA-29a-3p ausgewählt. Mittels stem-loop PCR und In-Situ Hybridisierung konnte antimiR-29a-3p im Gewebe der Jungtiere nach maternaler Applikation nachgewiesen werden, eine Überwindung der feto-plazentaren Schranke ist also möglich. Die antimiR-29a-3p ließ sich im Gewebe der Jungtiere nicht nur nachweisen, es konnte auch eine Reduktion der microRNA-29a-3p Expression in Herz, Hirn-, Leber-, Lungen-, und Nierengewebe der Jungtiere festgestellt werden. Hierzu waren zwar höhere Dosen der antimicroRNA verglichen mit der direkten Injektion nötig, dann waren die Effekte aber vergleichbar stark ausgeprägt. Anders als bei direkter antimicroRNA-Verabreichung konnte mit dieser Methodik auch ein Effekt auf die microRNA Expression bereits am Tag der Geburt in allen untersuchten Organen erzielt werden. In vitro konnten nachfolgend an NIH/3T3 Fibroblasten Eln mRNA (kodiert Elastin, ELN) und Adamts7 mRNA (kodiert A disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs, ADAMTS7) als Ziele der microRNA-29a-3p identifiziert werden. Für Eln zeigte sich in mit synthetischer miR-29a-3p behandelten Fibroblasten eine verminderte Proteinexpression ohne signifikant veränderte mRNA Expression. Für Adamts7 waren sowohl auf mRNA als auch auf Proteinebene verminderte Expressionen nachweisbar. Diese Ergebnisse konnten mit Lebergewebe von Mausjungtieren, deren Mütter zuvor eine antimiR-29a-3p Injektion erhalten hatten, repliziert werden. Maternal applizierte antimiR-29a-3p gelangt somit nicht nur durch die feto-plazentare Schranke in die Organgewebe der Jungtiere, sondern sorgt auch für eine Reduktion der microRNA-29a-3p Expression mit konsekutiv erhöhter Expression der Zielgene dieser microRNA.