Spinal cord injury (SCI) may be followed by persistent motor dysfunction and somatosensory disturbances that negatively influences the quality of life of patients and creates a significant economic burden. Analysis of secondary biological processes associated with changes in genetic expression is becoming increasingly important every day in understanding the pathophysiology of spinal cord injury. The results of international sequencing of the human genome were analyzed in 2004. These data revealed about 20,000 protein-coding genes covering near 2% of the total genomic sequence. The vast majority of gene transcripts are actually characterized as non-coding RNAs (ncRNAs). These RNA clusters do not encode functional proteins and ensure post-transcriptional regulation of gene expression. The clusters may be small (approximately 20 nucleotides) known as miRNAs or the transcripts can enroll over 200 nucleotides defined as long non-coding RNAs (lncRNAs). Some modern studies describe transient expression of microRNA in case of spinal cord injury. These RNAs are associated with inflammation and apoptosis, functional recovery and regeneration. Large-scale genomic analysis has demonstrated the existence of multiple lncRNAs whose expression is associated with some processes of spinal cord injury. lncRNA can be divided into two categories depending on the position in relation to the coding genes: intergenic and intragenic. Intergenic lncRNAs is currently the most studied class. Intragenic lncRNAs can be subdivided depending on the overlap of the coding genes (antisense, intron, etc.). According to recent studies, long non-coding RNAs are abundantly present in the tissues of central nervous system and may be crucial in the pathogenesis of certain diseases of nervous system. At the cellular level, it has been shown that lncRNAs regulate the expression of protein-coding RNAs. Moreover, these molecules are involved into such processes as neuronal death, demyelination and glia activation. This review is devoted to the role of ncRNAs in the pathogenesis of spinal cord injury and their potential use as targets for the treatment of consequences of spinal cord injury.
Травма спинного мозга (ТСМ) может привести к стойкой двигательной дисфункции и соматосенсорным нарушениям, которые негативно влияют на качество жизни пациентов и создают значительную экономическую нагрузку. В понимании патофизиологии ТСМ все большее значение приобретает изучение вторичных биомолекулярных процессов, связанных с изменениями генной экспрессии. Анализ результатов международного секвенирования генома человека в 2004 г. выявил около 20 тыс. кодирующих белок генов, охватывающих около 2% общей геномной последовательности. Подавляющее большинство транскриптов генов характеризуются как некодирующие РНК (нкРНК) и представляют собой кластеры РНК, которые регулируют экспрессию генов на посттранскрипционном уровне. Они могут быть небольшими, длиной примерно 20 нуклеотидов, известными как микроРНК, или длиной более 200 нуклеотидов, определяемыми как длинные некодирующие РНК (длнРНК). Ряд современных исследований описывает временную экспрессию микроРНК при повреждении спинного мозга, которые связаны с такими процессами, как воспаление и апоптоз, регенерация и функциональное восстановление. Крупномасштабный геномный анализ продемонстрировал существование множества длнРНК, экспрессия которых связана с некоторыми процессами повреждения спинного мозга. В зависимости от положения относительно кодирующих генов, длнРНК можно разделить на 2 большие категории: межгенные и интрагенные. Межгенные длнРНК представляют собой наиболее изученный класс. Внутригенные длнРНК можно подразделить в зависимости от того, как они перекрывают кодирующие гены (антисмысловые, интронные и т.д.). Недавние исследования показали, что длнРНК в изобилии присутствуют в тканях центральной нервной системы и могут играть важнейшую роль в патогенезе ее заболеваний. На клеточном уровне показано, что длнРНК регулируют экспрессию кодирующих белок РНК и участвуют в таких процессах, как гибель нейронов, демиелинизация и активация глии. Этот обзор посвящен анализу литературных данных о роли нкРНК в патогенезе ТСМ и их потенциальному использованию в качестве мишеней для лечения последствий повреждений спинного мозга.
Keywords: glial activation; lncRNA; miRNA; ncRNA; pathophysiology; spinal cord injury; therapy.