title: Correlations of 6 metabolic and aging related miRNA expressions with various lifestyle factors
Creators: name: Guenova, Evgenia
Publisher: name: :none
Year: 2017

description: In den letzten Jahren können Bevölkerungswachstum und hier insbesondere ein Wachstum der Bevölkerung hohen Alters aber auch steigende Zahlen an Übergewichtigen beobachtet werden. Alter und BMI werden von den naturwissenschaftlichen Forschern oft als Variablen herangezogen, um die molekularen Mechanismen metabolischer und altersbedingter Erkrankungen besser verstehen zu können. Die Umwelt und der Lebensstil können über epigenetische Regulationen, einschließlich der miRNA, bestimmte Erkrankungen präventiv beeinflussen, wodurch Veränderungen des Lebensstils und Umwelteinflüsse wichtige Faktoren für die Gesundheit darstellen. So können Ernährung, Trinkgewohnheiten, Stress, Sport und Supplementierungen, als Beispiele solcher Lebensstilfaktoren, positive sowie negative Auswirkungen auf den physiologischen Zustand des Menschen haben. Teilweise sind Entzündungen in der Lage die miRNAs hoch- bzw. runterzuregulieren, somit sind entzündliche Geschehnisse in der Lage Expressionsniveaus zu modulieren. Deswegen bietet die Expression von miRNAs viele Informationen über aktuelle molekulare Prozesse, die auf posttranskriptionaler Ebene wirken. Ziel dieser Masterarbeit ist es, die verschiedenen exprimierten miRNAs durch Ernährungs- und Umweltmodifikationen zu identifizieren. Die Expressionsniveaus sechs ausgewählter miRNAs, welche eine besondere Rolle im Alter und bei Erkrankungen des metabolischen Syndroms wie Fettleibigkeit, Hypertonie, Hypercholesterinämie und Diabetes spielen, wurden mittels quantitativer real time-PCR aus Blutproben von 120 Probanden analysiert. Zudem wurden die Teilnehmer aufgefordert einen Fragebogen über ihre alltäglichen Lebensstil auszufüllen. Die statistischen Auswertungen zeigten eine höhere Expression an miR-21 bei Patienten mit Entzündungen und allergischer Intoleranz. Letzteres bezieht sich auf Asthma und eosinophile Ösophagitis, nicht aber Atropie, welche die Fähigkeiten besitzen IgE zu exprimieren. Ebenso zeigte die Analyse eine signifikant reduzierte Expression von miR- 21 bei Patienten die Folsäure zu sich nahmen. Es konnte kein Zusammenhang zwischen miR-21, dem BMI und dem Alter beobachtet werden. Nur miR-34a und miR-155 zeigten eine signifikant positive Assoziation mit dem BMI, wobei miR-155 indizierte signifikante Ergebnisse zwischen BMI &lt;21 und BMI 21,5-25 sowie zwischen BMI &lt;21 und BMI&gt; 25, aber nicht zwischen BMI 21,1-25 und BMI&gt; 25. Ebenso wurden ähnliche molekulare Mechanismen der miRNAs beobachtet, die bei der Gewichtkontrolle eine Rolle spielen. Die BMI-spezifische miRNAs modulieren Insulin-like Growth Factor-1, Tumor Necrosis Factor und Interleukin-6, was zu einer Aktivierung des Signalwegs von NF-κB führt und gleichtzeitig regulieren diese miRNAs direkt die PPARs, RXR und SIRT1. In Bezug auf das Alter wurden höhere Expressionen in miR-106b, miR-34a und miR- 155 und aber auch niedrigere Expressionen in miR-151a gefunden. Darüber hinaus führte eine tägliche körperliche Aktivität und die Aufnahme von Multivitaminpräparaten zu einer Unterregulation von miR-34a, welche auch positiv mit dem Kaffeekonsum der Probanden assoziiert werden konnte. Signifikante Zusammenhänge wurden weiters zwischen miR-106b und Lebensstilfaktoren, wie der Magnesiumaufnahme und dem Fleischkonsum ersichtlich. Die Analyse zeigte eine positive Assoziation von miR-151a mit der körperlichen Aktivität sowie eine u-förmige Korrelation mit der Arbeitsbelastung. Außerdem verringerte sich die Expression von miR-155 bei Personen die 4-mal pro Woche Fisch aßen und ebenfalls bei Teilnehmern die Nahrungsergänzungsmittel zu sich nahmen. Es wäre sinnvoll weitere Untersuchungen mit genaueren und zuverlässigeren Methoden, wie zum Beispiel der Bioinformatik vorzunehmen, um ein besseres Verständnis der komplizierten Netzwerke von miRNAs sowie deren Beeinflussung durch interne und externe Faktoren zu erlangen.
description: In recent years the population elderly people is growing but as well the epidemic of obesity. Both age and BMI have been important variables for the researchers to figure out their molecular pathways and its link to age-related and metabolic-related diseases. Therefore, changing lifestyle factors and gaining knowledge about the environment are good applications in preventing such diseases as those factors can alter epigenetic mechanisms including miRNAs. Nutrition, stress, sport, supplementations and drinking habits are such lifestyle factors and can affect positively as well as negatively the physiological status of humans. For instance, inflammations are one of the indicators which are able to influence miRNA pathways and modulate its expression levels. Hence miRNAs provide a lot of informations about current molecular processes which play a role at the posttranscriptional level and identifying its nutritional and evironmental modulators are aims of this master’s thesis. The expression levels of 6 chosen miRNAs with relevance to aging and metabolic syndrome such as obesity, hypertension, hypercholesterolemia and diabetes were analyzed with a quantitative real-time PCR method in blood spots of 120 subjects. Additionally participants were asked to fill out a questionnaire regarding their lifestyle habits without any interventions. Statistical evaluations indicated higher expression of miR-21 in subjects with inflammations and allergic intolerance. Although intolerances refer to asthma and eosinophile oesophagitis but not atropy which expresses Ig E. Suprisingly, the analysis also showed a significant reduced expression of miR-21 in subjects taking supplementations of folat. We could not observe any significances in BMI and aging. Only miR-34a and miR-155 revealed a significant positive associations in BMI although miR-155 showed significant results between BMI &lt; 21 and BMI 21,5-25 and as well as between BMI &lt;21 and BMI&gt;25 but not between BMI 21,5-25 and BMI &gt; 25. Nevertheless, we observed similar molecular pathways of BMI-spesific miRNAs involved in activation of NF-κB signaling trough cytokines such as insulin-like growth factor-1, tumor necrosis factor and interleukin-6 and these have the ability to directly regulate PPARs and SIRT1. Regarding to aging higher expressions were found in miR- 106b, miR-34a and miR-155 and lower expression in miR-151a. Furthermore daily physical activity and multivitmins downregulated the expression of miR-34a and was positively associated with coffee consumption. Modulations in miR-106b by lifestyle factors were found in magnesium intake and meat consumptions. Analysis examined that miR-151a had positive association with physical activity and an u-shaped correlation with work stress. Lastly fish consumption of 4 times a week and dietary supplementations decreased the expression of miR-155. Still more accurate and reliable methods are needed, for example incorporating bioinformatics to improve the understanding of miRNAs networks and the influences by internal and external factors in a bigger study population.