Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Serglycin bảo vệ chống lại sự gia tăng LDL huyết thanh do chế độ ăn giàu chất béo ở chuột
Tóm tắt
Proteoglycan đã được cho là liên quan đến việc điều tiết chuyển hóa lipoprotein. Tuy nhiên, ảnh hưởng của serglycin, proteoglycan chủ yếu được biểu hiện bởi nhiều tế bào tạo máu và tế bào nội mô, lên chuyển hóa lipoprotein chưa được khảo sát. Ở đây, chúng tôi đã giải quyết vấn đề này bằng cách so sánh nhiều tham số của chuyển hóa lipid giữa các chuột kiểu hoang dã (WT) và chuột thiếu serglycin (serglycin−/−), cả ở trạng thái bình thường và sau khi cho chuột ăn chế độ ăn Paigen. Chúng tôi cho thấy rằng, sau khi được cho ăn chế độ ăn này trong 20 tuần, chuột thiếu serglycin có nồng độ LDL huyết thanh tăng cao so với chuột WT, do đó cho thấy rằng serglycin bảo vệ chống lại sự gia tăng nồng độ LDL huyết thanh sau khi tiêu thụ một chế độ ăn giàu chất béo. Cân nặng cơ thể tăng ở cả hai nhóm, nhưng chỉ đáng kể ở nhóm chuột serglycin−/−. Để khám phá cơ chế cơ bản của kiểu hình này, chúng tôi đã thực hiện phân tích biểu hiện toàn bộ hệ gen trên các mô gan từ chuột WT và serglycin−/−. Phân tích này cho thấy sự thiếu hụt serglycin liên quan đến biểu hiện khác nhau của nhiều gen tham gia vào việc điều tiết chuyển hóa lipid, cho thấy rằng ảnh hưởng của serglycin lên nồng độ LDL có thể liên quan đến các tác động ở cấp độ biểu hiện gen. Đặc biệt, một số thành viên của gia đình gen CYP đã được điều tiết khác nhau trong chuột serglycin−/− so với chuột WT. Hơn nữa, phân tích các yếu tố điều chỉnh thượng nguồn cho thấy rằng một số con đường gây viêm, bao gồm con đường NFκB, có thể góp phần vào ảnh hưởng của serglycin lên LDL. Do đó, sự gia tăng LDL huyết thanh ở chuột serglycin−/− có thể liên quan đến các phản ứng viêm bị rối loạn. Tóm lại, phát hiện của chúng tôi giới thiệu serglycin như một yếu tố mới trong các quá trình điều chỉnh chuyển hóa lipid.
Từ khóa
#Serglycin #chuyển hóa lipoprotein #LDL #viêm #chế độ ăn giàu chất béoTài liệu tham khảo
Couchman, J.R., Pataki, C.A.: An introduction to proteoglycans and their localization. J. Histochem. Cytochem. Off. J. Histochem. Soc. 60(12), 885–897 (2012)
Esko, J.D., Kimata, K., Lindahl, U.: Proteoglycans and sulfated glycosaminoglycans. In: Varki, A., Cummings, R.D., Esko, J.D., Freeze, H.H., Stanley, P., Bertozzi, C.R., Hart, G.W., Etzler, M.E. (eds.) Essentials of glycobiology, 2nd edn. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (2009)
Gandhi, N.S., Mancera, R.L.: The structure of glycosaminoglycans and their interactions with proteins. Chem. Biol. Drug Des. 72(6), 455–482 (2008)
Williams, K.J., Tabas, I.: The response-to-retention hypothesis of early atherogenesis. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 15(5), 551–561 (1995)
Fogelstrand, P., Boren, J.: Retention of atherogenic lipoproteins in the artery wall and its role in atherogenesis. Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. NMCD 22(1), 1–7 (2012)
Camejo, G., Hurt-Camejo, E., Wiklund, O., Bondjers, G.: Association of apo B lipoproteins with arterial proteoglycans: pathological significance and molecular basis. Atherosclerosis 139(2), 205–222 (1998)
Skalen, K., Gustafsson, M., Rydberg, E.K., Hulten, L.M., Wiklund, O., Innerarity, T.L., Boren, J.: Subendothelial retention of atherogenic lipoproteins in early atherosclerosis. Nature 417(6890), 750–754 (2002)
Evanko, S.P., Raines, E.W., Ross, R., Gold, L.I., Wight, T.N.: Proteoglycan distribution in lesions of atherosclerosis depends on lesion severity, structural characteristics, and the proximity of platelet-derived growth factor and transforming growth factor-beta. Am. J. Pathol. 152(2), 533 (1998)
Raines, E.W.: The extracellular matrix can regulate vascular cell migration, proliferation, and survival: relationships to vascular disease. Int. J. Exp. Pathol. 81(3), 173–182 (2000)
Pillarisetti, S., Paka, L., Obunike, J.C., Berglund, L., Goldberg, I.J.: Subendothelial retention of lipoprotein (a). Evidence that reduced heparan sulfate promotes lipoprotein binding to subendothelial matrix. J. Clin. Invest. 100(4), 867–874 (1997)
Kunjathoor, V.V., Chiu, D.S., O’Brien, K.D., LeBoeuf, R.C.: Accumulation of biglycan and perlecan, but not versican, in lesions of murine models of atherosclerosis. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 22(3), 462–468 (2002)
Thompson, J.C., Tang, T., Wilson, P.G., Yoder, M.H., Tannock, L.R.: Increased atherosclerosis in mice with increased vascular biglycan content. Atherosclerosis 235(1), 71–75 (2014)
Gustafsson, M., Levin, M., Skålén, K., Perman, J., Fridén, V., Jirholt, P., Olofsson, S.-O., Fazio, S., Linton, M.F., Semenkovich, C.F., et al.: Retention of low-density lipoprotein in atherosclerotic lesions of the mouse: evidence for a role of lipoprotein lipase. Circ. Res. 101(8), 777–783 (2007)
MacArthur, J.M., Bishop, J.R., Stanford, K.I., Wang, L., Bensadoun, A., Witztum, J.L., Esko, J.D.: Liver heparan sulfate proteoglycans mediate clearance of triglyceride-rich lipoproteins independently of LDL receptor family members. J. Clin. Invest. 117(1), 153–164 (2007)
Stanford, K.I., Bishop, J.R., Foley, E.M., Gonzales, J.C., Niesman, I.R., Witztum, J.L., Esko, J.D.: Syndecan-1 is the primary heparan sulfate proteoglycan mediating hepatic clearance of triglyceride-rich lipoproteins in mice. J. Clin. Invest. 119(11), 3236–3245 (2009)
Foley, E.M., Gordts, P.L., Stanford, K.I., Gonzales, J.C., Lawrence, R., Stoddard, N., Esko, J.D.: Hepatic remnant lipoprotein clearance by heparan sulfate proteoglycans and low-density lipoprotein receptors depend on dietary conditions in mice. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 33(9), 2065–2074 (2013)
Dallinga-Thie, G.M., Franssen, R., Mooij, H.L., Visser, M.E., Hassing, H.C., Peelman, F., Kastelein, J.J.P., Péterfy, M., Nieuwdorp, M.: The metabolism of triglyceride-rich lipoproteins revisited: new players, new insight. Atherosclerosis 211(1), 1–8 (2010)
Kulseth, M.A., Kolset, S.O., Ranheim, T.: Stimulation of serglycin and CD44 mRNA expression in endothelial cells exposed to TNF-α and IL-1α. Biochim. Biophys. Acta Gen. Subj. 1428(2–3), 225–232 (1999)
Zernichow, L., Abrink, M., Hallgren, J., Grujic, M., Pejler, G., Kolset, S.O.: Serglycin is the major secreted proteoglycan in macrophages and has a role in the regulation of macrophage tumor necrosis factor-alpha secretion in response to lipopolysaccharide. J. Biol. Chem. 281(37), 26792–26801 (2006)
Lemire, J.M., Chan, C.K., Bressler, S., Miller, J., LeBaron, R.G., Wight, T.N.: Interleukin-1β selectively decreases the synthesis of versican by arterial smooth muscle cells. J. Cell. Biochem. 101(3), 753–766 (2007)
Paigen, B., Morrow, A., Brandon, C., Mitchell, D., Holmes, P.: Variation in susceptibility to atherosclerosis among inbred strains of mice. Atherosclerosis 57(1), 65–73 (1985)
Abrink, M., Grujic, M., Pejler, G.: Serglycin is essential for maturation of mast cell secretory granule. J. Biol. Chem. 279(39), 40897–40905 (2004)
Košir, R., Zmrzljak, U.P., Bele, T., Acimovic, J., Perse, M., Majdic, G., Prehn, C., Adamski, J., Rozman, D.: Circadian expression of steroidogenic cytochromes P450 in the mouse adrenal gland–involvement of cAMP‐responsive element modulator in epigenetic regulation of Cyp17a1. FEBS J. 279(9), 1584–1593 (2011)
Dalla Valle, L., Toffolo, V., Vianello, S., Belvedere, P., Colombo, L.: Expression of cytochrome P450c17 and other steroid-converting enzymes in the rat kidney throughout the life-span. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 91(1–2), 49–58 (2004)
Livak, K.J., Schmittgen, T.D.: Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(−Delta Delta C(T)) method. Methods (San Diego, Calif) 25(4), 402–408 (2001)
Schmittgen, T.D., Livak, K.J.: Analyzing real-time PCR data by the comparative C(T) method. Nat. Protoc. 3(6), 1101–1108 (2008)
Xie, C., Woollett, L.A., Turley, S.D., Dietschy, J.M.: Fatty acids differentially regulate hepatic cholesteryl ester formation and incorporation into lipoproteins in the liver of the mouse. J. Lipid Res. 43(9), 1508–1519 (2002)
Greco, T.L., Payne, A.H.: Ontogeny of expression of the genes for steroidogenic enzymes P450 side-chain cleavage, 3 beta-hydroxysteroid dehydrogenase, P450 17 alpha-hydroxylase/C17-20 lyase, and P450 aromatase in fetal mouse gonads. Endocrinology 135(1), 262–268 (1994)
Zhang, P., Compagnone, N.A., Fiore, C., Vigne, J.L., Culp, P., Musci, T.J., Mellon, S.H.: Developmental gonadal expression of the transcription factor SET and its target gene, P450c17 (17alpha-hydroxylase/c17,20 lyase). DNA Cell Biol. 20(10), 613–624 (2001)
Nelson, D.R., Zeldin, D.C., Hoffman, S.M., Maltais, L.J., Wain, H.M., Nebert, D.W.: Comparison of cytochrome P450 (CYP) genes from the mouse and human genomes, including nomenclature recommendations for genes, pseudogenes and alternative-splice variants. Pharmacogenetics 14(1), 1–18 (2004)
Martignoni, M., Groothuis, G.M., de Kanter, R.: Species differences between mouse, rat, dog, monkey and human CYP-mediated drug metabolism, inhibition and induction. Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2(6), 875–894 (2006)
Krämer, A., Green. J., Pollard, J., Tugendreich, S.: Causal analysis approaches in ingenuity pathway analysis. Bioinformatics. (2013)
Gu, S., Ripp, S.L., Prough, R.A., Geoghegan, T.E.: Dehydroepiandrosterone affects the expression of multiple genes in rat liver including 11 beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 1: a cDNA array analysis. Mol. Pharmacol. 63(3), 722–731 (2003)
EnayetAllah, A.E., Luria, A., Luo, B., Tsai, H.-J., Sura, P., Hammock, B.D., Grant, D.F.: Opposite regulation of cholesterol levels by the phosphatase and hydrolase domains of soluble epoxide hydrolase. J. Biol. Chem. 283(52), 36592–36598 (2008)
Zhang, L.-N., Vincelette, J., Cheng, Y., Mehra, U., Chen, D., Anandan, S.-K., Gless, R., Webb, H.K., Wang, Y.-X.: Inhibition of soluble epoxide hydrolase attenuated atherosclerosis, abdominal aortic aneurysm formation, and dyslipidemia. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 29(9), 1265–1270 (2009)
Janssen, A.W., Kersten. S.: The role of the gut microbiota in metabolic health. FASEB J. Off. Publ. Fed. Am. Soc. Exp. Biol. (2015)
Kolset, S.O., Pejler, G.: Serglycin: a structural and functional chameleon with wide impact on immune cells. J. Immunol. (Baltimore, Md : 1950) 187(10), 4927–4933 (2011)
Wernersson, S., Braga, T., Sawesi, O., Waern, I., Nilsson, K.E., Pejler, G., Abrink, M.: Age-related enlargement of lymphoid tissue and altered leukocyte composition in serglycin-deficient mice. J. Leukoc. Biol. 85(3), 401–408 (2009)
Gregor, M.F., Hotamisligil, G.S.: Inflammatory mechanisms in obesity. Annu. Rev. Immunol. 29, 415–445 (2011)
Badimon, L., Vilahur, G.: LDL-cholesterol versus HDL-cholesterol in the atherosclerotic plaque: inflammatory resolution versus thrombotic chaos. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1254(1), 18–32 (2012)
Hansson, G.K., Hermansson, A.: The immune system in atherosclerosis. Nat. Immunol. 12(3), 204–212 (2011)
Westerterp, M., Bochem, A.E., Yvan-Charvet, L., Murphy, A.J., Wang, N., Tall, A.R.: ATP-binding cassette transporters, atherosclerosis, and inflammation. Circ. Res. 114(1), 157–170 (2014)
Memon, R.A., Grunfeld, C., Moser, A.H., Feingold, K.R.: Tumor necrosis factor mediates the effects of endotoxin on cholesterol and triglyceride metabolism in mice. Endocrinology 132(5), 2246–2253 (1993)
Feingold, K.R., Pollock, A.S., Moser, A.H., Shigenaga, J.K., Grunfeld, C.: Discordant regulation of proteins of cholesterol metabolism during the acute phase response. J. Lipid Res. 36(7), 1474–1482 (1995)
Esteve, E., Ricart, W., Fernández-Real, J.M.: Dyslipidemia and inflammation: an evolutionary conserved mechanism. Clin. Nutr. 24(1), 16–31 (2005)
Khovidhunkit, W., Kim, M.-S., Memon, R.A., Shigenaga, J.K., Moser, A.H., Feingold, K.R., Grunfeld, C.: Thematic review series: the pathogenesis of atherosclerosis. Effects of infection and inflammation on lipid and lipoprotein metabolism mechanisms and consequences to the host. J. Lipid Res. 45(7), 1169–1196 (2004)
Kitagawa, S., Yamaguchi, Y., Imaizumi, N., Kunitomo, M., Fujiwara, M.: A uniform alteration in serum lipid metabolism occurring during inflammation in mice. Jpn. J. Pharmacol. 58(1), 37–46 (1992)