Изучение антиатеросклеротической и эндотелиопротективной активности пептидных агонистов гетерорецептора EPOR/CD131

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Препараты, воздействующие на митохондриальную дисфункцию, оксидативный стресс, апоптоз и воспаление сосудистой стенки, обладают высоким потенциалом при профилактике и лечении атеросклеротических поражений. В этой связи применение агонистов гетерорецептора EPOR/CD131, которые обладают подобным спектром фармакологических эффектов, является одной из перспективных стратегий в лечении кардиоваскулярных заболеваний.

Материалы и методы. Исследование было проведено на 68 самцах мышей C57Bl/6J. Атеросклероз моделировали на трансгенных животных с эндотелиоспецифичным нокдауном гена Polg путем моделирования баллонной травмы и содержания на западной диете. Затем в течение 27 дней вводили изучаемые препараты 1 раз в 3 дня в дозе 20 мкг/кг. На 28-й день животных эвтаназировали и оценивали площадь атеросклеротических бляшек. Также в тканях аорты определяли экспрессию генов, связанных с процессами воспаления, антиоксидантной защиты, апоптоза, ангиогенеза. Кроме того, было изучено эндотелиопротективное действие пептидов на первичных культурах эндотелиоцитов диких и трансгенных мышей Polg-D257A.

Результаты. Мы не обнаружили статистически значимого влияния препаратов на площадь липидной инфильтрации. Однако исследуемые пептиды значимо уменьшили экспрессию провоспалительных генов iNos, Icam1, Vcam1, Sele, Il6, Tnfa, генов, связанных с ангиогенезом Vegfa, Flt-1 и Hif1a, экспрессию проапоптических факторов и более чем в 1,5 раза снизили соотношение Bax/Bcl-2. Кроме того, пептиды дозозависимо увеличили выживаемость эндотелиоцитов при добавлении H2O2 in vitro.

Заключение. Используемые пептиды на основе эритропоэтина способны улучшать функциональное состояние сосудистой стенки на фоне атеросклеротического поражения и оказывают угнетающее влияние на патобиологические процессы, связанные с митохондриальной дисфункцией. Кроме того, исследуемые пептиды оказывают значимый эндотелиопротективный эффект при индукции оксидативного стресса in vitro.

Об авторах

Олеся А. Пученкова

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: lesya759@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7657-0937

студентка 6 курса Медицинского института

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Сергей В. Надеждин

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Email: sergey_nadezhdin@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-6249-2464

кандидат биологических наук, научный сотрудник НИИ Фармакологии живых систем

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Владислав О. Солдатов

ФГБУН «Институт биологии гена РАН»

Email: pharmsoldatov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9706-0699

младший научный сотрудник

Россия, 119334, г. Москва, ул. Вавилова, 34/5

Максим А. Жученко

НИЦ «Курчатовский институт» – ГосНИИгенетика

Email: maksim.zhuchenko@pharmapark.ru

кандидат биологических наук, начальник сектора

Россия, 123098, г. Москва, пл. Академика Курчатова, 1

Диана С. Коршунова

ФГБУН «Институт биологии гена РАН»

Email: korshunova@genebiology.ru
ORCID iD: 0000-0002-0259-7045

младший научный сотрудник

Россия, 119334, г. Москва, ул. Вавилова, 34/5

Марина В. Кубекина

ФГБУН «Институт биологии гена РАН»

Email: marykumy@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8834-1111

аспирант, младший научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины

Россия, 119334, г. Москва, ул. Вавилова, 34/5

Евгений Н. Коршунов

ФГБУН «Институт биологии гена РАН»

Email: korshunov@genebiology.ru
ORCID iD: 0000-0001-8170-4656

заведующий виварием, младший научный сотрудник

Россия, 119334, г. Москва, ул. Вавилова, 34/5

Лилия В. Корокина

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Email: korokina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5402-0697

кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры фармакологии и клинической фармакологии

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Полина А. Голубинская

Клинико-диагностическая лаборатория, Бюджетное учреждение здравоохранения Воронежской области «Воронежская областная клиническая офтальмологическая больница» (БУЗ ВО «ВОКОБ»)

Email: polinapigeon@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1765-9042

заведующая клинико-диагностической лабораторией

Россия, 394030, г. Воронеж, ул. Революции 1905 года, д. 22

Александр Л. Куликов

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Email: alex-3031@yandex.ru

научный сотрудник научный сотрудник НИИ Фармакологии живых систем

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Владимир В. Гуреев

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Email: produmen@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1433-1225

доктор медицинских наук, доцент, профессор кафедры фармакологии и клинической фармакологии

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Владимир М. Покровский

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Email: vmpokrovsky@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3138-2075

студент 5 курса Медицинского института

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Евгений А. Патраханов

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Email: pateval7@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8415-4562

студент 5 курса Медицинского института

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Петр Р. Лебедев

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Email: Artkeit@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9102-3360

студент 5 курса Медицинского института

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Татьяна А. Денисюк

ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет»

Email: denitatyana@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0974-4818

доктор медицинских наук, доцент кафедры фармакологии

Россия, 305041, г. Курск, ул. Карла Маркса, 3

Вероника С. Беляева

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Email: nika.beliaeva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2941-0241

аспирант кафедры фармакологии и клинической фармакологии

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Евгения А. Мовчан

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Email: ms.movchan@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6244-2563

аспирант кафедры фармакологии и клинической фармакологии

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Елизавета И. Лепетюха

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Email: lisitsa007@bk.ru

аспирант кафедры фармакологии и клинической фармакологии

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Михаил В. Покровский

ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Email: mpokrovsky@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2761-6249

доктор медицинских наук, профессор кафедры фармакологии и клинической фармакологии, руководитель НИИ Фармакологии живых систем

Россия, 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Список литературы

  1. Zárate A. Cholesterol and atherosclerosis. Historical considerations and treatment / A. Zarate, L. Manuel-Apolinar, L. Basurto, E. De la Chesnaye, I. Saldívar // Arch Cardiol Mex. – 2016; – V. 86, №2. – P. 163–169. doi: 10.1016/j.acmx.2015.12.002.
  2. Davignon J. Role of endothelial dysfunction in atherosclerosis / J. Davignon, P. Ganz // Circulation. – 2004. – V. 109, №23. – P. 27–32. doi: 10.1161/01.CIR.0000131515.03336.f8.
  3. Davies P.F. Hemodynamic shear stress and the endothelium in cardiovascular pathophysiology / P.F. Davies // Nature Clinical Practice Cardiovascular Medicine. – 2009. – V. 6, №1. – P. 16–26. doi: 10.1038/ncpcardio1397.
  4. Sorokin A. The cardio-ankle vascular index and ankle-brachial index in young Russians / A. Sorokin, K. Kotani, O. Bushueva, N. Taniguchi, V. Lazarenko // Journal of atherosclerosis and thrombosis. -2015. – V. 22, №2. – P. 211–218. doi: 10.5551/jat.26104.
  5. Polonikov A. The contribution of CYP2C gene subfamily involved in epoxygenase pathway of arachidonic acids metabolism to hypertension susceptibility in Russian population / A. Polonikov, M. Bykanova, I. Ponomarenko, S. Sirotina, A. Bocharova, K. Vagaytseva, Y. Shvetsov // Clinical and Experimental Hypertension. – 2017. – V. 39, №4. – P. 306–311. doi: 10.1080/10641963.2016.1246562.
  6. Bennett M.R. Vascular Smooth Muscle Cells in Atherosclerosis / M.R. Bennett, S. Sinha, G.K. Owens // Circulation Research. – 2016. – V. 118, №4. – P. 692–702. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.115.306361.
  7. Kattoor A.J. Oxidative Stress in Atherosclerosis / A.J. Kattoor, N.V.K. Pothineni, D. Palagiri, J.L. Mehta // Current Atherosclerosis Reports. – 2017. – V. 19, №11. – 42 p. doi: 10.1007/s11883-017-0678-6.
  8. Quintero M. Mitochondria as signaling organelles in the vascular endothelium / M. Quintero, S.L. Colombo, A. Godfrey, S. Moncada // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2006. – V. 103. – P. 5379–5384. doi: 10.1073/pnas.0601026103.
  9. Brines M. Nonerythropoietic, tissue-protective peptides derived from the tertiary structure of erythropoietin / M. Brines, N.S. Patel, P. Villa, et al // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2008; – V. 105, №31. – P. 10925–10930. doi: 10.1073/pnas.0805594105.
  10. Korokin M.V. 11-amino acid peptide imitating the structure of erythropoietin α-helix b improves endothelial function, but stimulates thrombosis in rats / M.V. Korokin, V.O. Soldatov, A.A. Tietze, M.V. Golubev, A.E. Belykh, M.V. Kubekina, O.A. Puchenkova, T.A. Denisyuk, V.V. Gureyev, T.G. Pokrovskaya, O.S. Gudyrev, M.A. Zhuchenko, M.A. Zatolokina, M.V. Pokrovskiy // Pharmacy & Pharmacology. – 2019. – V. 7, №6, – P. 312–320. Russian. doi: 10.19163/2307-9266-2019-7-6-312-320.
  11. Korokin M. Erythropoietin Mimetic Peptide (pHBSP) Corrects Endothelial Dysfunction in a Rat Model of Preeclampsia / M. Korokin, V. Gureev, O. Gudyrev, I. Golubev, L. Korokina, A. Peresypkina, T. Pokrovskaia, G. Lazareva, V. Soldatov, M. Zatolokina, A. Pobeda, E. Avdeeva, E. Beskhmelnitsyna, T. Denisyuk, N. Avdeeva, O. Bushueva, M. Pokrovskii // International Journal of Molecular Sciences. – 2020. – V. 21. – 6759 p. doi: 10.3390/ijms21186759.
  12. Golubev I.V. Preclinical study of innovative peptides mimicking the tertiary structure of the α-helix B of erythropoietin / I.V. Golubev, V.V. Gureev, M.V. Korokin, M.A. Zatolokina, E.V. Avdeeva , A.V. Gureeva, I.S. Rozhkov, E.A. Serdyuk, V.A. Soldatova // Research Results in Pharmacology. – 2020. –V. 6, №2. – P. 85–96. doi: 10.3897/rrpharmacology.6.55385.
  13. Trifunovic A. Premature ageing in mice expressing defective mitochondrial DNA polymerase / A. Trifunovic A, A. Wredenberg A, M. Falkenberg, et al // Nature. – 2004. – V. 429. – P. 417–423. doi: 10.1038/nature02517.
  14. Kujoth G.C. Mitochondrial DNA mutations, oxidative stress, and apoptosis in mammalian aging / G.C. Kujoth, A. Hiona, T.D Pugh, et al. // Science. – 2005. – V. 309, №5733. – P. 481–484. doi: 10.1126/science.1112125.
  15. Zvartsev R.V. Neonatal Lethality and Inflammatory Phenotype of the New Transgenic Mice with Overexpression of Human Interleukin-6 in Myeloid Cells / R.V. Zvartsev, D.S. Korshunova, E.A. Gorshkova, et al. // Doklady Biochemistry and Biophysics. – 2018; – V. 483, №1. – P. 344–347. doi: 10.1134/S1607672918060157.
  16. Stubbendorff M. Inducing myointimal hyperplasia versus atherosclerosis in mice: an introduction of two valid models / M. Stubbendorff, X. Hua, T. Deuse, et al. // Journal of Visualized Experiments. – 2014. – V. 87. – 51459 p. doi: 10.3791/51459.
  17. Tediashvili G. Balloon-based Injury to Induce Myointimal Hyperplasia in the Mouse Abdominal Aorta / G. Tediashvili, D. Wang, H. Reichenspurner, T. Deuse, S. Schrepfer // Journal of Visualized Experiments. – 2018. – V. 132. – P. 56477. doi: 10.3791/56477.
  18. Molina-Sánchez P. Isolation of Mouse Primary Aortic Endothelial Cells by Selection with Specific Antibodies. Methods in Mouse Atherosclerosis. Methods in Molecular Biology / P. Molina-Sánchez P, V. Andrés // Humana Press, New York, NY. – 2015; – V. 1339. – P. 111–117. doi: 10.1007/978-1-4939-2929-0_7.
  19. Stumpf J.D. Clinical and molecular features of POLG-related mitochondrial desease / J.D. Stumpf, R.P. Saneto, W.C. Copeland // Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. – 2013. – V. 5, №4. – a011395 p. doi: 10.1101/cshperspect.a011395.
  20. Kusov P. Developing Novel Transgenic Mice Model Of Atherogenesis With Conditional Oxidative Stress By Introduction Of Epithelium-Specific Inducible Mitochondrial Polg With Mutagenic Activity / P. Kusov, A. Deikin // Atherosclerosis. -2019. – V. 287. – 99 p. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2019.06.287.
  21. Poznyak A.V. Animal models of human atherosclerosis: current progress / A.V. Poznyak, Y.Y. Silaeva, A.N. Orekhov, A.V. Deykin // Brazilian Journal of Medical and Biological Research. – 2020. –V. 53, №6. – 9557 p. doi: 10.1590/1414-431x20209557.
  22. Mushenkova N.V. Modelling of atherosclerosis in genetically modified animals / N.V. Mushenkova, V.I. Summerhill, Y.Y. Silaeva, A.V. Deykin, A.N. Orekhov // American Journal of Translational Research. – 2019. – V. 11, №8. – P. 4614–4633.
  23. Volobueva A.S. An update on the tools for creating transgenic animal models of human diseases – focus on atherosclerosis / A.S. Volobueva, A.N. Orekhov, A.V. Deykin // Brazilian Journal of Medical and Biological Research. – 2019. – V. 52, №5. – 8108 p. doi: 10.1590/1414-431X20198108.
  24. Bittorf T. Requirement for JAK2 in erythropoietin-induced signalling pathways / T. Bittorf, R. Jaster, B. Lüdtke, B. Kamper B, J. Brock // Cell Signal. – 1997. –V. 9, №1. – P. 85–89. doi: 10.1016/s0898-6568(96)00121-0.
  25. Peng B. Erythropoietin and its derivatives: from tissue protection to immune regulation / B. Peng, G. Kong, C. Yang, et al. // Cell Death Dis. – 2020. –V. 11, №2. – 79 p. doi: 10.1038/s41419-020-2276-8.
  26. Warren J.S. Recombinant human erythropoietin suppresses endothelial cell apoptosis and reduces the ratio of Bax to Bcl-2 proteins in the aortas of apolipoprotein E-deficient mice / J.S. Warren, Y. Zhao, R. Yung, A. Desai // Journal of Cardiovascular Pharmacology. – 2011. – V. 57, №4. – P. 424–433. doi: 10.1097/fjc.0b013e31820d92fd.
  27. Bäck M. Inflammation and its resolution in atherosclerosis: mediators and therapeutic opportunities / M. Bäck, A. Yurdagul, I. Tabas, et al. // Nature Reviews Cardiology. – 2019 – V. 16, №7. – P. 389–406. doi: 10.1038/s41569-019-0169-2.
  28. Ley K. VCAM-1 is critical in atherosclerosis / K. Ley K, Y. Huo // The Journal of Clinical Investigation. – 2001. – V. 107, №10. – P. 1209–1210. doi: 10.1172/JCI13005.
  29. Fatkhullina A.R. The Role of Cytokines in the Development of Atherosclerosis / A.R. Fatkhullina, I.O. Peshkova, E.K. Koltsova // Biochemistry (Mosc). – 2016. – V. 81, №11. – P. 1358–1370. Russian. doi: 10.1134/S0006297916110134.
  30. Fotis L. Intercellular adhesion molecule (ICAM)-1 and vascular cell adhesion molecule (VCAM)-1 at the early stages of atherosclerosis in a rat model / L. Fotis, G. Agrogiannis, I.S. Vlachos, A. Pantopoulou, A. Margoni, M. Kostaki, C. Verikokos, D. Tzivras, D.P. Mikhailidis, D. Perrea // In Vivo. – 2012. –V. 26. – P. 243–250.
  31. Nairz M. The pleiotropic effects of erythropoietin in infection and inflammation / M. Nairz, T. Sonnweber, A. Schroll, I. Theurl, G. Weiss // Microbes Infect. – 2012. – V. 14, №3. – P. 238–246. doi: 10.1016/j.micinf.2011.10.005.
  32. Liu Y. Nonerythropoietic Erythropoietin-Derived Peptide Suppresses Adipogenesis, Inflammation, Obesity and Insulin Resistance / Y. Liu, B. Luo, R. Shi, et al. // Scientific Reports. – 2015. – V. 5. – 15134 p. doi: 10.1038/srep15134.
  33. Kimáková P. Erythropoietin and Its Angiogenic Activity / Kimáková P, Solár P, Solárová Z, Komel R, Debeljak N // International Journal of Molecular Sciences. – 2017. – V. 18, №7. – 1519 p. doi: 10.3390/ijms18071519.
  34. Michel J.B. Pathology of human plaque vulnerability: mechanisms and consequences of intraplaquehaemorrhages / J.B. Michel, J.L. Martin-Ventura, A. Nicoletti, B. Ho-Tin-Noe // Atherosclerosis. – 2014. – V. 234, №2. – P. 311–319. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2014.03.020.
  35. Camaré C. Angiogenesis in the atherosclerotic plaque / C. Camaré, M. Pucelle, A. Nègre-Salvayre, R. Salvayre // Redox Biology. – 2017. – V. 12. – P. 18–34. doi: 10.1016/j.redox.2017.01.007.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1 – Схематическое изображение и размеры баллонного катетера

Скачать (10KB)
Метаданные
3. Рисунок 2 – Первичный монослой эндотелиальных клеток мыши (ув. ×40)

Скачать (123KB)
Метаданные
4. Рисунок 3 – Площадь липидных отложений

Скачать (56KB)
Метаданные
5. Рисунок 4 – Влияние исследуемых препаратов на относительную экспрессию маркеров апоптоза

Скачать (281KB)
Метаданные
6. Рисунок 5 – Уровень экспрессии генов iNOS, ICAM-1, VCAM-1 и E-селектина

Скачать (54KB)
Метаданные
7. Рисунок 6 – Уровень экспрессии VEGF-A, VEGFR, и HIF-1a

Скачать (46KB)
Метаданные
8. Рисунок 7 – Уровень экспрессии генов PON2, SOD2

Скачать (42KB)
Метаданные
9. Рисунок 8 – Влияние H2O2 и тестируемых пептидов на выживаемость эндотелиоцитов с генотипом Polg-D257A

Скачать (122KB)
Метаданные

© Пученкова О.А., Надеждин С.В., Солдатов В.О., Жученко М.А., Коршунова Д.С., Кубекина М.В., Коршунов Е.Н., Корокина Л.В., Куликов А.Л., Голубинская П.А., Покровский В.М., Патраханов Е.А., Лебедев П.Р., Гуреев В.В., Денисюк Т.А., Беляева В.С., Мовчан Е.А., Лепетюха Е.И., Покровский М.В., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».