Tăng cholesterol huyết tương do chế độ ăn làm thay đổi glycosaminoglycan trong gan và các thụ thể lipoprotein liên quan ở chuột

Journal of Physiology and Biochemistry - Tập 73 - Trang 539-550 - 2017
Gangappa Kiran1, Ummiti J. S. Prasada Rao1, Paramahans V. Salimath1,2, Nandini D. Chilkunda3
1Department of Biochemistry, CSIR-Central Food Technological Research Institute, Mysuru, India
2JSS Medical College, Mysuru, India
3Department of Molecular Nutrition, CSIR-Central Food Technological Research Institute, Mysuru, India

Tóm tắt

Glycosaminoglycan (GAG) đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa lipoprotein. Tại gan, nó thúc đẩy sự hấp thu các phần còn lại thông qua quá trình nội bào không phụ thuộc vào thụ thể. Tuy nhiên, sự thay đổi của GAG trong gan trong trường hợp tăng cholesterol huyết tương do chế độ ăn không rõ với mức chất béo bình thường vẫn chưa được biết đến. Bài báo này nêu bật ảnh hưởng của tình trạng tăng cholesterol huyết tương do chế độ ăn với mức chất béo bình thường (5%) đến GAG trong gan và các thụ thể lipoprotein liên quan khác. Tình trạng tăng cholesterol huyết tương được gây ra ở chuột bằng cách cho ăn chế độ ăn bổ sung 0,5% cholesterol và 0,125% muối mật. Tăng cholesterol huyết tương cho thấy mức độ giảm đáng kể GAG của cả lớp heparan sulfate (HS) và chondroitin sulfate/dermatan sulfate (CS/DS). Phân tích PCR chuỗi polymerase thời gian thực về các enzym tổng hợp GAG và các gen khác cho thấy có sự thay đổi đáng kể trong hồ sơ biểu hiện. Sự giảm GAG đã được ngăn chặn bởi điều trị simvastatin; một loại thuốc ức chế tổng hợp cholesterol nội sinh đã được sử dụng như một đối chứng dương trong nghiên cứu của chúng tôi. Hơn nữa, sự gắn kết của GAG từ chuột tăng cholesterol huyết tương đến lipoprotein lipase cũng bị giảm đáng kể. LRP1, một thụ thể đóng vai trò quan trọng trong hấp thu lipoprotein, cũng giảm một cách đáng kể, và sự giảm này đã bị suy giảm ở những chuột tăng cholesterol huyết tương được điều trị bằng simvastatin. Ngoài ra, LDLR và ApoE cũng giảm đáng kể trong gan của chuột tăng cholesterol huyết tương. Do đó, tình trạng tăng cholesterol huyết tương do chế độ ăn dẫn đến rối loạn điều hòa nội môi cholesterol rõ ràng thông qua sự thay đổi trong GAG cùng với các yếu tố liên quan khác.

Từ khóa

#glycosaminoglycan #lipoprotein #cholesterol #simvastatin #gan #chuột

Tài liệu tham khảo

Armitage J (2007) The safety of statins in clinical practice. Lancet 370:1781–1790 Barter PJ, Brandrup-Wognsen G, Palmer MK, Nicholls SJ (2010) Effect of statins on HDL-C: a complex process unrelated to changes in LDL-C: analysis of the VOYAGER database. J Lipid Res 51:1546–1553 Chandrashekhar S, Esterman MA, Hoffman MA (1987) Microdetermination of proteoglycans and glycosaminoglycans in the presence of guanidine hydrochloride. Anal Biochem 161:103–108 Couchman JR, Pataki CA (2012) An introduction to proteoglycans and their localization. J Histochem Cytochem 60:885–897 Deng Y, Foley EM, Gonzales JC, Gordts PL, Li Y, Esko JD (2012) Shedding of syndecan-1 from human hepatocytes alters very low density lipoprotein clearance. Hepatology 55:277–286 Edwards IJ, Xu H, Obunike JC, Goldberg IJ, Wagner WD (1995) Differentiated macrophages synthesize a heparan sulfaye proteoglycan and an oversulfated chondroitin sulfate proteoglycan that bind lipoprotein lipase. Arterioscler Thromb Vasc Biol 15:400–409 Espirito Santo SM, Pires NM, Boesten LS, Gerritsen G, Bovenschen N, van Dijk KW, Jukema JW, Princen HM, Bensadoun A, Li WP, Herz J, Havekes LM, van Vlijmen BJ (2004) Hepatic low-density lipoprotein receptor-related protein deficiency in mice increases atherosclerosis independent of plasma cholesterol. Blood 103:3777–3782 Fletcher MJ (1968) A colorimetric method for estimating serum triglycerides. Clin Chim Acta 22:393–397 Folch J, Lees M, Sloane Stanley GH (1957) A simple method for the isolation and purification of total lipid from animal tissue. J Biol Chem 226:497–506 Foley EM, Gordts PL, Stanford KI, Gonzales JC, Lawrence R, Stoddard N, Esko JD (2013) Hepatic remnant lipoprotein clearance by heparan sulfate proteoglycans and low-density lipoprotein receptors depend on dietary conditions in mice. Arterioscler Thromb Vasc Biol 33:2065–2074 Fungwe TV, Cagen L, Wilcox HG, Heimberg M (1992) Regulation of hepatic secretion of very low density lipoprotein by dietary cholesterol. J Lipid Res 33:179–191 Gigli M, Ghisellia G, Torrib G, Naggib A, Rizzoa V (1993) A comparative study of low-density lipoprotein interaction with glycosaminoglycans. Biochim Biophys Acta Lipids Lipid Metab 1167:211–217 Kiran G, Srikanth CB, Salimath PV, Nandini CD (2015) Diet-induced hypercholesterolemia imparts structure-function changes to erythrocyte chondroitin sulfate/dermatan sulfate. J Biochem 158:217–224 Kjellen L, Bielefeld D, Hook M (1983) Reduced sulfation of liver heparan sulfate in experimentally diabetic rats. Diabetes 32:337–342 Linton MF, Hasty AH, Babaev VR, Fazio S (1998) Hepatic Apo E expression is required for remnant lipoprotein clearance in the absence of the low density lipoprotein receptor. J Clin Invest 101:1726–1736 Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ (1951) Protein measurement with the Folin phenol reagent. J Biol Chem 193:265–275 MacArthur JM, Bishop JR, Stanford KI, Wang L, Bensadoun A, Witztum JL, Esko JD (2007) Liver heparan sulfate proteoglycans mediate clearance of triglyceride-rich lipoproteins independently of LDL receptor family members. J Clin Invest 117:153–164 Mahley RW (1981) Cellular and molecular biology of lipoprotein metabolism in atherosclerosis. Diabetes 30:60–65 Mahley RW, Ji ZS (1999) Remnant lipoprotein metabolism: key pathways involving cell-surface heparan sulfate proteoglycans and apolipoprotein E. J Lipid Res 40:1–16 Martı’nez-Beamonte R, Navarro MA, Acin S, Guille’n N, Barranquero C, Arnal C, Surra J, Osada J (2013) Postprandial changes in high density lipoproteins in rats subjected to gavage administration of virgin olive oil. PLoS One 8:e55231 Martins IJ, Hone E, Chi C, Seydel U, Martins RN, Redgrave TG (2000) Relative roles of LDLr and LRP in the metabolism of chylomicron remnants in genetically manipulated mice. J Lipid Res 41:205–213 Mooij HL, Bernelot Moens SJ, Gordts PLSM, Stanford KI, Foley EM, van den Boogert MAW, Witjes JJ, Carlijne Hassing H, Tanck MW, van de Sande MAJ, Levels JH, Kastelein JJ, Stroes ES, Dallinga-Thie GM, Esko JD, Nieuwdorp M (2015) Ext1 heterozygosity causes a modest effect on postprandial lipid clearance in humans. J Lipid Res 56:665–673 Planer D, Metzger S, Zcharia E, Wexler ID, Vlodavsky I, Chajek-Shaul T (2011) Role of heparanase on hepatic uptake of intestinal derived lipoprotein and fatty streak formation in mice. PLoS One 6:e18370 Qu S, Perdomo G, Su D, D’Souza FM, Shachter NS, Dong HH (2007) Effects of apoA-V on HDL and VLDL metabolism in APOC3 transgenic mice. J Lipid Res 48:1476–1487 Rasband WS (1997-2016) ImageJ, U. S. National Institutes of Health, Bethesda http://imagej.nih.gov/ij/ Reeves PG, Nielsen FH, Fahey GC Jr (1993a) AIN-93 purified diets for laboratory rodents: final report of the American Institute of Nutrition ad hoc writing committee on the reformulation of the AIN-76A rodent diet. J Nutr 123:1939–1951 Scott JE (1960) Aliphatic ammonium salts in the assay of acidic polysaccharides from tissues. Methods Biochem Anal 8:145–197 Srikanth CB, Salimath PV, Nandini CD (2012) Erythrocytes express chondroitin sulfate/dermatan sulfate, which undergoes quantitative changes during diabetes and mediate erythrocyte adhesion to extracellular matrix components. Biochimie 94:1347–1355 Staprans I, Felts JM (1985) Isolation and characterization of glycosaminoglycans in human plasma. J Clin Invest 76:1984–1991 Sultan F, Cardona-Sanclemente LE, Lagrange D, Lutton C, Griglio S (1990) Lipoprotein lipase and hepatic lipase activities in a hypercholesterolemic (RICO) strain of rat. Effect of dietary cholesterol. Biochem J 266:349–353 Tasdelen I, Berger R, Kalkhoven E (2013) PPARγ regulates expression of carbohydrate sulfotransferase 11 (CHST11/C4ST1), a regulator of LPL cell surface binding. PLoS One 8:e64284 Wang YM, Zhang B, Xue Y, Li ZJ, Wang JF, Xue CH, Yanagita T (2010) The mechanism of dietary cholesterol effects on lipids metabolism in rats. Lipids Health Dis 9:4 Yamaguchi Y, Inatani M, Matsumoto Y, Ogawa J, Irie F (2010) Role of heparan sulfate in mammalian brain development current views based on the findings from Ext1 conditional knockout studies. Prog Mol Bol Transl Sci 93:133–152 Young EK, Chatterjee C, Sparks DL (2009) HDL-ApoE content regulates the displacement of hepatic lipase from cell surface proteoglycs. Am J Pathol 175:448–457 Zeng BJ, Mortimer BC, Martins IJ, Seydel U, Redgrave TG (1998) Chylomicron remnant uptake is regulated by the expression and function of heparan sulfate proteoglycan in hepatocytes. J Lipid Res 39:845–860 Zlatkis A, Zak B (1969) Study of a new cholesterol reagent. Anal Biochem 29:143–148