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The Role of MicroRNA as a Biomarker for the Diagnosis of Polycystic Ovary Syndrome

Title
The Role of MicroRNA as a Biomarker for the Diagnosis of Polycystic Ovary Syndrome
Authors
송도경
Issue Date
2016
Department/Major
대학원 의학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Doctor
Advisors
성연아
Abstract
Polycystic ovary syndrome (PCOS) is a heterogenous disorder with a broad spectrum of phenotypes. Until now, no universally accepted clinical definition existed for PCOS, and the underlying molecular mechanisms are unclear. Recently, microRNAs (miRNAs) have received a lot of attention in the field of disease biomarker. Although miRNA-222, miRNA-146a, and miRNA-30c were suggested as a novel biomarker for the diagnosis of PCOS, studies using miRNA expression for PCOS are still very few. The aim of the study is to examine the role of serum miRNA as a biomarker in the diagnosis of PCOS and its relationship with metabolic and reproductive traits in Korean women. We recruited 12 women with PCOS and age- and body mass index- matched 12 healthy women. PCOS was diagnosed using the National Institutes of Health criteria as the presence of oligo- or anovulation and clinical and/or biochemical hyperandrogenism. Controls had no evidence of ovulatory dysfunction or hyperandrogenism. We identified the expression of serum miRNAs using SurePrint G3 Human miRNA Microarray. The target genes of miRNAs and their function and pathways were analyzed using miRDB and DAVID Bioinformatics Resources. Serum miRNA-8069, miRNA-4522, miRNA-324-3p, and miRNA-6767-5p were down-regulated in women with PCOS compared to controls (fold change = -2.02, -1.58, -1.53, and -1.52, respectively). The intensity of serum miRNA-8069 was negatively correlated with total testosterone levels (r = -0.711) and serum miRNA-4522 was negatively correlated with the ovarian volume (r = -0.723) in women with PCOS (all Ps < 0.05). Genes targeted by miRNA-8069 were found to be involved in the immune system process and neuroactive ligand-receptor interaction pathway and miRNA-324-3p were involved in endocytosis pathway. Genes targeted by miRNA-4522 and miRNA-6767-5p participated in the metabolic process and cell cycle, respectively. Serum miRNA-8069, miRNA-4522, miRNA-324-3p, and miRNA-6767-5p could be novel candidates for molecular biomarker for the diagnosis of PCOS. The genes targeted these miRNAs were involved in the immune system process, cell communication, metabolic process, and cell cycle. Further studies are needed to validate the role of biomarker and evaluate the functional association of miRNA in PCOS. ;연구배경: 다낭난소증후군은 표현형이 다양한 흔한 내분비 질환이다. 다낭난소증후군의 진단기준에 아직 논란이 많고 분자 수준에서의 병인이 확실하지 않다. 최근 마이크로 RNA가 질병의 바이오마커로서 주목을 받고 있다. 마이크로 RNA-222, 146a, 30c가 다낭난소증후군 진단의 새로운 바이오마커로서 제시되었으나 다낭난소증후군에서 마이크로 RNA의 발현을 이용한 연구는 거의 없다. 본 연구의 목적은 다낭난소증후군 진단의 바이오마커로서 혈청 마이크로 RNA의 역할과 한국 여성에서 마이크로 RNA와 대사적, 생식계 이상 사이의 연관성을 알아보는 것이다. 실험방법: 다낭난소증후군 여성 12명과 나이와 체질량지수를 짝지은 건강한 대조군 12명을 연구에 포함시켰다. 다낭난소증후군은 NIH 진단기준에 따라 만성무배란과 고안드로겐증으로 진단하였다. 대조군은 배란 장애나 고안드로겐증이 없는 대상자를 포함시켰다. SurePrint G3 Human miRNA Microarray를 이용하여 혈청 마이크로 RNA의 발현을 확인하였다. 마이크로 RNA의 목표 유전자와 이와 연관된 기능은 miRDB와 DAVID 생물정보학 자원을 이용하였다. 실험결과: 혈청 마이크로 RNA-8069, 4522, 324-3p, 6767-5p는 다낭난소증후군 여성에서 대조군에 비해 감소되어 있었다 (배수 변화 = -2.02, -1.58, -1.53, -1.52). 다낭난소증후군 여성에서 혈청 마이크로 RNA-8069의 강도는 총 테스토스테론과 음의 상관관계 (r = -0.711)에 있었고 마이크로 RNA-4522는 난소 부피와 음의 상관관계 (r = -0.723)에 있었다 (P 값 < 0.05). 마이크로 RNA-8069의 목표 유전자는 면역 시스템 및 신경활성인자-수용체 상호작용과 연관되어 있었고 마이크로 RNA-324-3p는 내포작용과 연관되어 있었다. 마이크로 RNA-4522와 마이크로 RNA-6767-5p의 목표 유전자는 각각 대사 작용 및 세포 주기와 연관되어 있었다. 결론: 혈청 마이크로 RNA-8069, 4522, 324-3p, 6767-5p는 다낭난소증후군 진단의 바이오마커로서 새로운 후보가 될 수 있다. 이러한 마이크로 RNA가 목표로 하는 유전자는 면역 시스템, 세포 상호작용, 대사 작용, 세포 주기와 연관되어 있었다. 마이크로 RNA의 바이오마커로서의 역할을 인증하고 마이크로 RNA와 다낭난소증후군과의 기능적 연관성을 평가하기 위해 더 많은 연구가 필요하다.
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일반대학원 > 의학과 > Theses_Ph.D
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