MiR-23b and miR-199a impair epithelial-to-mesenchymal transition during atrioventricular endocardial cushion formation

Abstract

Background: Valve development is a multistep process involving the activation of the cardiac endothelium, epithelial-mesenchymal transition (EMT) and the progressive alignment and differentiation of distinct mesenchymal cell types. Several pathways such as Notch/delta, Tgf-beta and/or Vegf signaling have been implicated in crucial steps of valvulogenesis. We have previously demonstrated discrete changes in microRNAs expression during cardiogenesis, which are predicted to target Bmp- and Tgf-beta signaling. We now analyzed the expression profile of 20 candidate microRNAs in atrial, ventricular, and atrioventricular canal regions at four different developmental stages.

Results: qRT-PCR analyses of microRNAs demonstrated a highly dynamic and distinct expression profiles within the atrial, ventricular, and atrioventricular canal regions of the developing chick heart. miR-23b, miR-199a, and miR-15a displayed increased expression during early AVC development whereas others such as miR-130a and miR-200a display decreased expression levels. Functional analyses of miR-23b, miR-199a, and miR-15a overexpression led to in vitro EMT blockage. Molecular analyses demonstrate that distinct EMT signaling pathways are impaired after microRNA expression, including a large subset of EMT-related genes that are predicted to be targeted by these microRNAs.

Conclusions: Our data demonstrate that miR-23b and miR-199a over-expression can impair atrioventricular EMT.

Antecedentes: El desarrollo de las válvulas es un proceso de varios pasos que implica la activación del endotelio cardíaco, la transición epitelio-mesénquima (EMT) y la progresiva alineación y diferenciación de distintos tipos de células mesenquimales. Varias vías como la señalización Notch/delta, Tgf-beta y/o Vegf han sido implicadas en pasos cruciales de la valvulogénesis. Anteriormente hemos demostrado cambios discretos en la expresión de microRNAs durante la cardiogénesis, que se predice que se dirigen a la señalización Bmp- y Tgf-beta. Ahora analizamos el perfil de expresión de 20 microRNAs candidatos en las regiones auricular, ventricular y del canal atrioventricular en cuatro estadios de desarrollo diferentes.

Resultados: Los análisis qRT-PCR de microRNAs demostraron perfiles de expresión altamente dinámicos y distintos en las regiones auricular, ventricular y del canal atrioventricular del corazón de pollito en desarrollo. miR-23b, miR-199a y miR-15a mostraron un aumento de expresión durante el desarrollo temprano del CVA, mientras que otros como miR-130a y miR-200a mostraron niveles de expresión decrecientes. Los análisis funcionales de la sobreexpresión de miR-23b, miR-199a y miR-15a condujeron al bloqueo de la EMT in vitro. Los análisis moleculares demuestran que distintas vías de señalización de la EMT se ven afectadas tras la expresión de microARN, incluido un amplio subconjunto de genes relacionados con la EMT que se prevé que son diana de estos microARN.

Conclusiones: Nuestros datos demuestran que la sobreexpresión de miR-23b y miR-199a puede afectar a la EMT atrioventricular.