Peran Hsa-miR-4454 pada penuaan kulit: Studi klinis dan bioinformatik

Authors

  • Ana Lucia Ekowati Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya
  • William William Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya
  • Daniel Ardian Soeselo Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya
  • Ferbian Milas Siswanto Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya

DOI:

https://doi.org/10.25170/djm.v24i1.5627

Keywords:

ATM, MAPK14, mikroRNA, miR-4454, penuaan kulit

Abstract

Pendahuluan: Penuaan kulit adalah proses kompleks yang melibatkan faktor intrinsik dan ekstrinsik. Berbagai parameter untuk mengevaluasi karakteristik kulit telah diusulkan. Namun, biomarker yang akurat untuk penuaan kulit dan hubungan mekanisme molekuler penuaan kulit masih sangat terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk memvalidasi peran mikroRNA (miRNA) dalam regulasi epigenetik penuaan kulit sebagai kandidat biomarker dan target terapi.

Metode: Profil ekspresi miRNA kakek dan cucu dari 2 famili Jawa dibandingkan untuk memilih kandidat miRNA yang memiliki perbedaan ekspresi pada jaringan kulit. Selanjutnya, miRNA yang mengalami perubahan ekspresi tersebut dianalisis fungsi dan perannya pada tingkat molekuler dengan pendekatan bioinformatika.

Hasil: Hasil profiling menunjukkan miR-4454 yang konsisten mengalami peningkatan ekspresi pada kedua famili yaitu sebesar 3,318 pada famili I dan 9,315 pada famili II. Berdasarkan data dari GeneCards, miR-4454 memiliki ekspresi yang cukup tinggi pada kulit dan diekspresikan pada seluruh komponen sel. Analisis data dari GWAS mengindikasikan bahwa miR-4454 terlibat dalam pengaturan panjang telomer. Analisis gen target dengan menggunakan TargetScanHuman, miRTarBase, miRTargetLink dilanjutkan dengan pengayaan ontologi gen dan jalur molekuler dengan platform EnrichR menunjukkan miR-4454 berperan dalam regulasi produksi IL-12, respons terhadap radiasi, autofagi, metabolisme, FoxO signaling pathway, dan cellular senescence. Gen ataxia telangiectasia mutated (ATM) dan mitogen-activated protein kinase 14 (MAPK14) diduga berperan penting pada regulasi penuaan kulit akibat miR-4454 karena keterlibatannya pada cellular senescence.

Simpulan: Pada penuaan kulit, ekspresi miR-4454 yang tinggi berpotensi digunakan sebagai kandidat biomarker dan dasar pengembangan target terapi. Gen ATM dan MAPK14 merupakan dua kandidat target miR-4454.   

Downloads

Download data is not yet available.

References

1. Zhang S, Duan E. Fighting against skin aging. Cell Transplant. 2018;27(5):729-38.

2. Kazanci A, Kurus M, Atasever A. Analyses of changes on skin by aging. Ski Res Technol. 2017;23(1):48-60.

3. Shvedova M, Samdavid Thanapaul RJR, Thomp-son EL, Niedernhofer LJ, Roh DS. Cellular senescence in aging, tissue repair, and regeneration. Plast Reconstr Surg. 2022;150:4S-11S.

4. Krutmann J, Bouloc A, Sore G, Bernard BA, Passeron T. The skin aging exposome. J Dermatol Sci. 2017;85(3):152-61.

5. Mora Huertas AC, Schmelzer CEH, Hoehenwarter W, Heyroth F, Heinz A. Molecular-level insights into aging processes of skin elastin. Biochimie. 2016;128-129:163-173.

6. Lee H, Hong Y, Kim M. Structural and functional changes and possible molecular mechanisms in aged skin. Int J Mol Sci. 2021;22(22):12489.

7. Komatsu S, Kitai H, Suzuki HI. Network regulation of microRNA biogenesis and target interaction. Cells. 2023;12(2):306.

8. Tregub PP, Ibrahimli I, Averchuk AS, Salmina AB, Litvitskiy PF, Manasova ZS, et al. The role of microRNAs in epigenetic regulation of signaling pathways in neurological pathologies. Int J Mol Sci. 2023 Aug 17;24(16):12899.

9. Ekowati AL, Milas Siswanto F. Epigenetic alterations in aging: A brief review. J Urban Heal Res. 2024;2(3):25-41.

10. Ni WJ, Leng XM. Dynamic miRNA–mRNA paradigms: New faces of miRNAs. Biochem Biophys Reports. 2015;4:337-341.

11. Mangiavacchi A, Morelli G, Orlando V. Behind the scenes: How RNA orchestrates the epigenetic regulation of gene expression. Front Cell Dev Biol. 2023;11.

12. Feng L, Feng Z, Hu J, Gao J, Li A, He X, et al.. Identification of hsa-miR-619-5p and hsa-miR-4454 in plasma-derived exosomes as a potential biomarker for lung adenocarcinoma. Front Genet. 2023 May 11;14:1138230.

13. Safran M, Rosen N, Twik M, BarShir R, Stein TI, Dahary D, et al. The GeneCards suite. In: Practical guide to life science databases. Springer Nature. 2022. p. 27-56

14. Uffelmann E, Huang QQ, Munung NS, de Vries J, Okada Y, Martin AR, et al. Genome-wide association studies. Nat Rev Methods Prim. 2021;1(1):59.

15. Huang Z, Shi J, Gao Y, Cui C, Zhang S, Li J, et al. HMDD v3.0: a database for experimentally supported human microRNA-disease associations. Nucleic Acids Res. 2019 Jan 8;47(D1):D1013-D1017

16. Agarwal V, Bell GW, Nam JW, Bartel DP. Predicting effective microRNA target sites in mammalian mRNAs. Elife. 2015 Aug 12;4:e05005.

17. Huang HY, Lin YC, Cui S, Huang Y, Tang Y, Xu J, et al. miRTarBase update 2022: an informative resource for experimentally validated miRNA-target interactions. Nucleic Acids Res. 2022 Jan 7;50(D1):D222-D230.

18. Kern F, Aparicio-Puerta E, Li Y, Fehlmann T, Kehl T, Wagner V, et al. miRTargetLink 2.0-interactive miRNA target gene and target pathway networks. Nucleic Acids Res. 2021 Jul 2;49(W1):W409-W416.

19. Kuleshov MV, Jones MR, Rouillard AD, Fernandez NF, Duan Q, Wang Z, et al. Enrichr: a comprehensive gene set enrichment analysis web server 2016 update. Nucleic Acids Res. 2016 Jul 8;44(W1): W90-7.

20. Gerasymchuk M, Cherkasova V, Kovalchuk O, Kovalchuk I. The role of microRNAs in organismal and skin aging. Int J Mol Sci. 2020;21(15):1-36.

21. Liang N, Zhong R, Hou X, Zhao G, Ma S, Cheng G, et al. Ataxia-telangiectasia mutated (ATM) participates in the regulation of ionizing radiation-induced cell death via MAPK14 in lung cancer H1299 cells. Cell Prolif. 2015 Oct;48(5):561-72.

22. Stagni V, Cirotti C, Barilà D. Ataxia-telangiectasia mutated kinase in the control of oxidative stress, mitochondria, and autophagy in cancer: A maestro with a large orchestra. Front Oncol. 2018;8(MAR): 1-6.

23. Phan LM, Rezaeian AH. ATM: Main features, signaling pathways, and its diverse roles in DNA damage response, tumor suppression, and cancer development. Genes (Basel). 2021;12(6):845.

24. Shibata A, Jeggo PA. ATM’s role in the repair of DNA double-strand breaks. Genes (Basel). 2021; 12(9):1370.

25. Briguglio S, Cambria C, Albizzati E, Marcello E, Provenzano G, Frasca A, et al. New views of the DNA repair protein ataxia-telangiectasia mutated in central neurons: Contribution in synaptic dysfunctions of neurodevelopmental and neurodegenerative diseases. Cells. 2023 Aug 30;12(17):2181.

26. Han J, Wu J, Silke J. An overview of mammalian p38 mitogen-activated protein kinases, central regulators of cell stress and receptor signaling. F1000Research. 2020;9:1-20.

27. Madkour MM, Anbar HS, El-Gamal MI. Current status and future prospects of p38α/MAPK14 kinase and its inhibitors. Eur J Med Chem. 2021;213:113216.

28. Whitaker RH, Cook JG. Stress relief techniques: P38 MAPK determines the balance of cell cycle and apoptosis pathways. Biomolecules. 2021 Oct 2; 11(10):1444.

29. Nakamura A, Rampersaud YR, Sharma A, Lewis SJ, Wu B, Datta P, et al. Identification of microRNA-181a-5p and microRNA-4454 as mediators of facet cartilage degeneration. JCI Insight. 2016 Aug 4;1(12):e86820.

30. Nguyen VHL, Yue C, Du KY, Salem M, O’Brien J, Peng C. The role of microRNAs in epithelial ovarian cancer metastasis. Int J Mol Sci. 2020;21(19):1-39.

Published

2025-04-30

How to Cite

1.
Peran Hsa-miR-4454 pada penuaan kulit: Studi klinis dan bioinformatik. DJM [Internet]. 2025 Apr. 30 [cited 2025 Jun. 28];24(1):9-17. Available from: https://ejournal.atmajaya.ac.id/index.php/damianus/article/view/5627

Most read articles by the same author(s)