Noncanonical inhibition of caspase-3 by a nuclear microRNA confers endothelial protection by autophagy in atherosclerosis

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Donato Santovito - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Virginia Egea - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Kiril Bidzhekov - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Lucia Natarelli - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • André Mourão - , Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (Autor:in)
  • Xavier Blanchet - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Kanin Wichapong - , Maastricht University (Autor:in)
  • Maria Aslani - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Coy Brunßen - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden (Autor:in)
  • Michael Horckmans - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Université libre de Bruxelles (ULB) (Autor:in)
  • Michael Hristov - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Arie Geerlof - , Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (Autor:in)
  • Esther Lutgens - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), University of Amsterdam (Autor:in)
  • Mat J.A.P. Daemen - , University of Amsterdam (Autor:in)
  • Tilman Hackeng - , Maastricht University (Autor:in)
  • Christian Ries - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Triantafyllos Chavakis - , Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin (Autor:in)
  • Henning Morawietz - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden (Autor:in)
  • Ronald Naumann - , Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics (Autor:in)
  • Philipp Von Hundelshausen - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Sabine Steffens - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Johan Duchêne - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Remco T.A. Megens - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Maastricht University (Autor:in)
  • Michael Sattler - , Technische Universität München, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (Autor:in)
  • Christian Weber - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Maastricht University (Autor:in)

Abstract

MicroRNAs (miRNAs) are versatile regulators of gene expression with profound implications for human disease including atherosclerosis, but whether they can exert posttranslational functions to control cell adaptation and whether such noncanonical features harbor pathophysiological relevance is unknown. Here, we show that miR-126-5p sustains endothelial integrity in the context of high shear stress and autophagy. Bound to argonaute-2 (Ago2), miR-126-5p forms a complex with Mex3a, which occurs on the surface of autophagic vesicles and guides its transport into the nucleus. Mutational studies and biophysical measurements demonstrate that Mex3a binds to the central U- and G-rich regions of miR-126-5p with nanomolar affinity via its two K homology domains. In the nucleus, miR-126-5p dissociates from Ago2 and binds to caspase-3 in an aptamer-like fashion with its seed sequence, preventing dimerization of the caspase and inhibiting its activity to limit apoptosis. The antiapoptotic effect of miR-126-5p outside of the RNA-induced silencing complex is important for endothelial integrity under conditions of high shear stress promoting autophagy: ablation of Mex3a or ATG5 in vivo attenuates nuclear import of miR-126-5p, aggravates endothelial apoptosis, and exacerbates atherosclerosis. In human plaques, we found reduced nuclear miR-126-5p and active caspase-3 in areas of disturbed flow. The direct inhibition of caspase-3 by nuclear miR-126-5p reveals a noncanonical mechanism by which miRNAs can modulate protein function.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummereaaz2294
FachzeitschriftScience translational medicine
Jahrgang12
Ausgabenummer546
PublikationsstatusVeröffentlicht - 3 Juni 2020
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 32493793

Schlagworte

Ziele für nachhaltige Entwicklung

ASJC Scopus Sachgebiete

Bibliotheksschlagworte