Журнал «Здоровье ребенка» Том 18, №6, 2023

У науковому огляді наведено механізми регуляції біологічних процесів організму людини мікроРНК за допомогою продуктів харчування рослинного походження. Для написання статті здійснювався пошук інформації з використанням баз даних Scopus, Web of Science, MedLine, PubMed, Google Scholar, EMBASE, Global Health, The Cochrane Library. Отримані відомості про мікроРНК продуктів харчування організовані в базу даних DMD (Dietary MicroRNA Databases, http://sbbi.unl.edu/dmd/), що є репозиторієм для архівування й аналізу структурних і функціональних мікроРНК, які переміщуються в організм людини з їжею. Зазначено, що екзогенні рослинні мікроРНК, які потрапляють до організму з їжею, присутні в сироватці крові, тканинах людини і різних тварин і регулюють експресію генів-мішеней. Відомо, що в сироватці крові людини за допомогою секвенування NGS ідентифіковано понад 50 мікроРНК рослинного походження. У таблиці наведені деякі дієтичні рослинні мікроРНК. Підкреслено, що декілька мікроРНК проявляють свою функціональну активність і в рослин, і в ссавців і легко долають фізіологічні бар’єри (miR-155, miR-168 і miR-854). Науковці вважають, що неоднозначний характер впливу рослинних продуктів на експресію мікроРНК людини показали результати дослідження, проведеного у вегетаріанців. Отже, при всебічному огляді з використанням новітніх інформаційних пошукових баз даних встановлено, що в сучасній науковій літературі автори визначають горизонтальне переміщення від рослин до організму людини численних молекул мікроРНК. Екзогенні ксеногенні xenomiR ідентифікуються в більшості зразків тканин і біологічних рідин людини і, потрапляючи до організму разом з їжею, можуть істотно змінювати структуру транскриптому людини. Продукти харчування не лише привносять ксеногенні мікроРНК, але і є модуляторами активності генерації ендогенних мікроРНК клітинами організму людини.

Тhe scientific review presents the mechanisms of microRNA regulation of biological processes in the human body with the help of food products of plant origin. To write the article, information was searched using Scopus, Web of Science, MedLine, PubMed, Google Scholar, EMBASE, Global Health, The Cochrane Library databases. The obtained information on dietary microRNAs is organized into the Dietary MicroRNA Databases (http://sbbi.unl.edu/dmd/), which is a repository for archiving and analyzing structural and functional microRNAs that enter the human body with food. It is stated that exogenous plant miRNAs entering the body with food are present in blood serum, tissues of humans and various animals, and regulate the expression of target genes. More than 50 miRNAs of plant origin have been identified in human blood serum using next-generation sequencing. The authors list some representatives from the multitude of dietary plant miRNAs. It is emphasized that several miRNAs show their functional activity both in plants and in mammals and easily overcome physiological barriers (miR-155, miR-168 and miR-854). Scientists believe that the ambiguous effect of plant products on the expression of human microRNA was shown by the results of a study conducted in vegetarians. Thus, with a comprehensive review using the latest information search databases, it was found that in modern scientific literature, the authors determine the horizontal transfer of numerous microRNA molecules from plants to the human body. Exogenous xenogenic xenomiRs are identified in most samples of human tissues and biological fluids. Entering the body together with food, they can significantly change the structure of the human transcriptome. Food products not only bring xenogeneic miRNAs, but also act as modulators of the endogenous miRNA generation by cells of the human body.

мікроРНК; екзогенні рослинні мікроРНК; продукти харчування рослинного походження; огляд

microRNA; miRNA; miR; exogenous plant ­miRNAs; food products of plant origin; review

1. Baier S.R., Nguyen C., Xie F. et al. MicroRNAs are absorbed in biologically meaningful amounts from nutritionally relevant doses of cow milk and affect gene expression in peripheral blood mononuclear cells, HEK-293 kidney cell cultures, and mouse livers. J. Nutr. 2014 Oct. 144(10). 1495-500. doi: 10.3945/jn.114.196436.
2. Chiang K., Shu J., Zempleni J., Cui J. Dietary MicroRNA Database (DMD): An Archive Database and Analytic Tool for Food-Borne microRNAs. PLoS One. 2015 Jun 1. 10(6). e0128089. doi: 10.1371/journal.pone.0128089.
3. Cui J., Zhou B., Ross S.A., Zempleni J. Nutrition, microRNAs, and Human Health. Adv. Nutr. 2017 Jan 17. 8(1). 105-112. doi: 10.3945/an.116.013839.
4. Deng X., Niu L., Xiao J., Guo Q., Liang J., Tang J., Liu X., Xiao Ch. Involvement of intestinal flora and miRNA into the mechanism of coarse grains improving type 2 diabetes: an overview. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2022. 71. https://doi.org/10.1002/jsfa.12270.
5. Deveci G., Capasso R., Ağagündüz D. Xeno-miRs and Circulating miRNAs as Novel Biomarkers in Certain Diseases. Biologics. 2023. 3(1). 1-10. https://doi.org/10.3390/biologics3010001.
6. Djami-Tchatchou A.T., Sanan-Mishra N., Ntushelo K., Dubery I.A. Functional Roles of microRNAs in Agronomically Important Plants-Potential as Targets for Crop Improvement and Protection. Front. Plant. Sci. 2017 Mar 22. 8. 378. doi: 10.3389/fpls.2017.00378.
7. Han L., Luan Y.S. Horizontal Transfer of Small RNAs to and from. Plants. Front. Plant. Sci. 2015 Dec 10. 6. 1113. doi: 10.3389/fpls.2015.01113.
8. Kang W., Bang-Berthelsen C.H., Holm A. et al. Survey of 800+ data sets from human tissue and body fluid reveals xenomiRs are likely artifacts. RNA. 2017 Apr. 23(4). 433-445. doi: 10.1261/rna.059725.116.
9. Li M., Guan X., Sun Y. et al. miR-92a family and their target genes in tumorigenesis and metastasis. Exp. Cell. Res. 2014 Apr 15. 323(1). 1-6. doi: 10.1016/j.yexcr.2013.12.025.
10. Liang G., Zhu Y., Sun B. et al. Assessing the survival of exo–genous plant microRNA in mice. Food Sci Nutr. 2014 Jul. 2(4). 380-8. doi: 10.1002/fsn3.113.
11. Lukasik A., Zielenkiewicz P. In silico identification of plant –miRNAs in mammalian breast milk exosomes — a small step forward? PLoS One. 2014 Jun 16. 9(6). e99963. doi: 10.1371/journal.pone.0099963.
12. Luo Y., Wang P., Wang X. et al. Detection of dietetically absorbed maize-derived microRNAs in pigs. Sci Rep. 2017 Apr 5. 7(1). 645. doi: 10.1038/s41598-017-00488-y.
13. Momtazi A.A., Banach M., Pirro M. et al. MicroRNAs: New Therapeutic Targets for Familial Hypercholesterolemia? Clin. Rev. Allergy Immunol. 2018 Apr. 54(2). 224-233. doi: 10.1007/s12016-017-8611-x.
14. Paththinige C.S., Sirisena N.D., Dissanayake V. Genetic determinants of inherited susceptibility to hypercholesterolemia — a comprehensive literature review. Lipids Health Dis. 2017 Jun 2. 16(1). 103. doi: 10.1186/s12944-017-0488-4.
15. Qin X., Wang X., Xu K., Zhang Y., Ren X., Qi B., Liang Q. еt al. Digestion of Plant Dietary miRNAs Starts in the Mouth under the Protection of Coingested Food Components and Plant-Derived Exosome-like Nanoparticles. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2022. 70(14). 4316-4327. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c07730.
16. Sheneef A., Gouda A.M., Mohammad A.N. et al. Serum –MicroRNA-122 and MicroRNA-155. Markers of Disease Progression in Hepatitis C viral infection. Egypt J. Immunol. 2017 Jun. 24(2). 33-46. PMID: 29528577.
17. Tarallo S., Pardini B., Mancuso G. et al. MicroRNA expression in relation to different dietary habits: a comparison in stool and plasma samples. Mutagenesis. 2014 Sep. 29(5). 385-91. doi: 10.1093/mutage/geu028.
18. Virtue A., Johnson C., Lopez-Pastraña J. et al. MicroRNA-155 Deficiency Leads to Decreased Atherosclerosis, Increased White Adipose Tissue Obesity, and Non-alcoholic Fatty Liver Disease: а Novel Mouse Model оf Obesity Paradox. J. Biol. Chem. 2017 Jan 27. 292(4). 1267-1287. doi: 10.1074/jbc.M116.739839.
19. Wang L., Wu J., Xie C. miR-92a promotes hepatocellular carcinoma cells proliferation and invasion by FOXA2 targeting. Iran J. Basic Med. Sci. 2017 Jul. 20(7). 783-790. doi: 10.22038/IJBMS.2017.9010.
20. Xie M., Zhang S., Yu B. microRNA biogenesis, degradation and activity in plants. Cell. Mol. Life Sci. 2015 Jan. 72(1). 87-99. doi: 10.1007/s00018-014-1728-7.
21. Xu M., Zuo D., Liu X. et al. MiR-155 contributes to Th17 cells differentiation in dextran sulfate sodium (DSS)-induced colitis mice via Jarid2. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2017 Jun 17. 488(1). 6-14. doi: 10.1016/j.bbrc.2017.04.143.
22. Yang Y., Zhang D., Feng N. et al. Increased intake of ve–getables, but not fruit, reduces risk for hepatocellular carcinoma: a meta-analysis. Gastroenterology. 2014 Nov. 147(5). 1031-42. doi: 10.1053/j.gastro.2014.08.005.
23. Yao R., Ma Y.L., Liang W. et al. MicroRNA-155 modulates Treg and Th17 cells differentiation and Th17 cell function by targeting SOCS1. PLoS One. 2012. 7(10). e46082. doi: 10.1371/journal.pone.0046082.
24. Zempleni J., Baier S.R., Howard K.M., Cui J. Gene regulation by dietary microRNAs. Can. J. Physiol. Pharmacol. 2015 Dec. 93(12). 1097-102. doi: 10.1139/cjpp-2014-0392.
25. Zhang H., Liu Z., Liu S. HMGB1 induced inflammatory effect is blocked by CRISPLD2 via MiR155 in hepatic fibrogenesis. Mol. Immunol. 2016 Jan. 69. 1-6. doi: 10.1016/j.molimm.2015.10.018.
26. Zhang L., Hou D., Chen X. et al. Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA. Cell. Res. 2012 Jan. 22(1). 107-26. doi: 10.1038/cr.2011.158.
27. Zhao Y., Cong L., Lukiw W.J. Plant and Animal microRNAs (miRNAs) and Their Potential for Inter-kingdom Communication. Cell. Mol. Neurobiol. 2018 Jan. 38(1). 133-140. doi: 10.1007/s10571-017-0547-4.
28. Zhou G., Zhou Y., Chen X. New Insight into Inter-kingdom Communication: Horizontal Transfer of Mobile Small RNAs. Front. Microbiol. 2017 May 1. 8. 768. doi: 10.3389/fmicb.2017.00768.
29. Zhu W.-J., Liu Y., Cao Y.-N., Peng L.-X., Yan Z.-Y., Zhao G. Insights into Health-Promoting Effects of Plant MicroRNAs: A Review. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2021. 69(48). 14372-14386. doi: 10.1021/acs.jafc.1c04737.