A keringő apoptotikus endoteliális sejtből származó mikrorészecskék metabolikusan egészségtelen elhízást jeleznek előre

Alexander E. Berezin

Keresse meg a szerző további cikkeit itt:
Google Tudós | PubMed

Alexander A. Kremzer

Keresse meg a szerző további cikkeit itt:
Google Tudós | PubMed

Tatyana A. Berezina

Keresse meg a szerző további cikkeit itt:
Google Tudós | PubMed

Julia V. Martovitskaja

Keresse meg a szerző további cikkeit itt:
Google Tudós | PubMed

Tatjana A szamura

Keresse meg a szerző további cikkeit itt:
Google Tudós | PubMed

Online mérőszámok

Statisztikák a Dimensions.ai oldalról

Statisztikák a PlumX-től

Beküldve: 2017. január 27. | Publikálva: 2017. január 27

4. kötet, 1. szám (2017) | DOI: 10.15419/bmrat.v4i1.147 | Oldalszám: 1110-1128

HTML megtekintve: 1424 alkalommal | Letöltés PDF letöltve: 379 alkalommal | Cikk megtekintése letöltve: 21 alkalommal |

Absztrakt

Bevezetés: A keringő apoptotikus endoteliális sejtből származó mikrorészecskék (EMP) az endothel diszfunkció és a kardiovaszkuláris (CV) kockázat markerei a 2-es típusú diabetes mellitusban szenvedő betegeknél. Van bizonyíték az apoptotikus EMP szám és a CV betegség közötti összefüggésre elhízott egyéneknél. A tanulmány célja annak vizsgálata, hogy a keringő apoptotikus EMP-k megnövekedett száma megjósolhatja-e a Met-HO átalakulását Met-UHO-vá.

Mód: A vizsgálatban retrospektív módon alakult ki 89 betegnél megállapított hasi elhízás (47 Met-UHO-ban meghatározott MetS és 42 Met-HO-ban szenvedő beteg) a hasi elhízással küzdő betegek nagy csoportjából (n = 268). Harmincöt életkor és nem szerinti önkéntes vett részt a vizsgálatban kontroll kohorszként. Az elhízással kapcsolatos biomarkereket (adiponektin, leptin, vistafin) és az EMP-ket a kiinduláskor mértük. Áramlási citometriát alkalmaztunk a CD31 +/annexin V + és CD144 +/annexin V immunfenotípusú EMP-k meghatározására.+.

Eredmények: Nem találtunk szignifikáns különbséget a CD31 +/Annexin V + jelzett EMP-k száma között Met-UHO és Met-HO betegeknél, míg a Met-UHO betegeknél a keringő CD144 +/Annexin V + szintje szignifikánsan magasabb volt a Met-hez képest -HO egyének. A többváltozós logisztikus regressziós elemzés feltárta a HOMA-IR-t, a CV rizikófaktorok számát, a szérum leptint és a hs-CRP-t, egymástól függetlenül megjósolva a keringő CD31 +/Annexin V + és CD144 +/Annexin V + EMP-k számát Met-UHO-ban. Met-HO betegeknél a HOMA-IR továbbra is független előrejelzője volt a keringő CD31 +/Annexin V + és CD144 +/Annexin V + EMP-k számának növekedéséről.

Következtetés: a vizsgálat során azt tapasztaltuk, hogy a megalapozott prediktív modellhez (HOMA-IR) hozzáadott CD31 +/Annexin V + és CD144 +/Annexin V + EMP-k száma megjósolhatja a Met-HO átalakulását Met-UHO-vá.

Bevezetés

A hasi elhízás és a (T2DM) prevalenciája világszerte felmerült Basterra-Gortari és mtsai, 2017Flegal és mtsai, 2010. Az elhízás az összes ok és a kardiovaszkuláris (CV) morbiditás és mortalitás jelentősen megnövekedésével jár, valamint a legmagasabb kockázattal is összefügg. 2-es típusú diabetes mellitus (T2DM) Rey-López és mtsai, 2014Vanuzzo és mtsai, 2008. A legújabb epidemiológiai vizsgálatok, klinikai vizsgálatok és egyes regiszterek a CV rizikófaktorok nagyobb gyakoriságát mutatták ki elhízott egyéneknél, különösen kóros elhízás esetén (testtömeg-index) [BMI] több mint 40 kg/m +) Antwi és mtsai, 2012Finucane és mtsai, 2011Sturm, 2007Valdés és mtsai, 2014. Mivel az éves pre-diabetes/T2DM prevalencia progresszív növekedését figyelték meg a BMI minden osztályában, életkortól függetlenül és a szex Sterling és mtsai., 2016, okkal számíthatunk arra, hogy a hasi elhízás a CV és a T2DM kockázatát az alapul szolgáló társbetegségek révén közvetíti, függetlenül BMI Grundy és mtsai, 2005Grundy és mtsai, 2004.

Ebben az összefüggésben az elhízott, hasonló BMI-vel rendelkező személyek védettek lehetnek vagy ellentétes hajlamúak az elhízással kapcsolatos szövődményekre (pl. T2DM, inzulinrezisztencia (IR), dyslipidaemia, magas vérnyomás) és a CV-betegségre. Cuthbertson et al., 2017. Az elhízás heterogenitása a kialakuló metabolikus fenotípusok létének megértése, pl metabolikusan egészségtelen elhízás (Met-UHO) és metabolikusan egészséges elhízás (Met-HO) megkülönböztették egymástól a CV kockázatot Kim és mtsai., 2015. Ezenkívül arra utal, hogy a Met-HO egy átmeneti állapot a kardiometabolikus betegség útjában, azaz Met-UHO és T2DM Mongraw-Chaffin et al., 2016.

A felnőtt kezelési panel III kritériuma alapján a megállapított elhízással és egyidejűleg más anyagcserezavarokkal, például diszlipidémiával, inzulinrezisztenciával (IR), megnövekedett éhomi glükózzal és csökkent glükóztoleranciával rendelkező alanyokat Met-UHO-ra utalják, míg az elhízott, ezen rendellenességek nélküli személyek Met-HO Grundy és mtsai., 2005 Ryden és mtsai., 2013. A fenotípus változásának alapjául szolgáló mechanizmusok az anyagcserét tekintve egészségestől a metabolikusan egészségtelen elhízásig még mindig nem tisztázottak. Ryden és mtsai, 2013.

A mikrorészecskék (MP) az extracelluláris vezikulák heterogén részpopulációját definiálják, 100–1000 nm átmérőjű átlaggal, az anyasejtek plazmamembránjaiból származnak. Berezin et al., 2015a. A sejtmembrán származékaként az MP-ket a célsejtek szerkezetének és funkcióinak hatékony parakrin-szabályozóival tárgyalják. Az apoptotikus endoteliális sejtek által felszabadított MP széles spektrumú biológiai hatást fejt ki a sejtek közötti kommunikációra különböző koagulációs aktivitást mutató aktív molekulák (fehérjék, peptidek, hormonok, növekedési faktorok, mikroRNS-ek) átadásával, közvetítve a sejtek növekedését és szöveti differenciálódását Alexandru és mtsai, 2016. Ezenkívül az apoptotikus endoteliális sejtekből származó MP (EMP) közvetlenül ronthatja az endothel integritását és az érrendszer működését, és kulcsszerepet játszhat a mikrovaszkuláris gyulladás kialakulásában, és IR Alexandru és mtsai, 2016Berezin és mtsai, 2016b.

A legújabb klinikai vizsgálatok kimutatták, hogy az apoptotikus EMP-k keringési szintje szignifikánsan megemelkedett a T2DM-ben szenvedő betegeknél, összehasonlítva az egészséges önkéntesekkel, Berezin és mtsai, 2016a, és közvetített CV-kockázatot állapítottak meg metabolikus szindrómában (MetS) és T2DM Agouni és mtsai, 2014Berezin és mtsai, 2015bBerezin és mtsai, 2016c. Nem teljesen világos, hogy az apoptotikus EMP-k részt vesznek-e a Met-HO Met-UHO-val történő átalakításában, meghatározva a T2DM és a CV betegség kockázatát. A vizsgálat célja: annak vizsgálata, hogy a keringő apoptotikus EMP-k megnövekedett száma megjósolhatja-e a Met-HO átalakulását Met-UHO -vá.

Anyagok-módszerek

A vizsgálatban retrospektív módon alakult ki 89 betegnél megállapított hasi elhízás (47 Met-UHO-ban meghatározott MetS és 42 Met-HO-ban szenvedő beteg) a hasi elhízás betegek nagy csoportjából (n = 268), akiket 2012. február és július között vizsgáltak. Elhízott alanyokat (testtömeg-index több mint 30 kg/m +) vettünk fel, ismert CV-betegség nélkül, beleértve angina pectorist, korábbi szívizominfarktusot/stroke-ot, szívelégtelenséget és aszimptomatikus ateroszklerózist (amelyet a kontrasztos multiplikátor negatív eredménye határoz meg) -spirális tomográfiai angiográfia). Harmincöt életkor és nem szerinti önkéntes vett részt a vizsgálatban kontroll kohorszként. Minden beteg megalapozott írásbeli beleegyezését adta a vizsgálatban való részvételhez.

A MetS-t a Nemzeti Koleszterin Oktatási Program Felnőtt Kezelő Panel III kritériumai alapján diagnosztizálták. Williams, 2002. A betegeket akkor írták be a MetS kohorszba, amikor a következő komponensek közül legalább hármat meghatároztak: derék kerülete ≥90 cm vagy ≥80 cm férfiaknál és nőknél illetőleg; nagy sűrűségű lipoprotein (HDL) koleszterin

A dohányzás állapota

A jelenlegi dohányzást úgy határozták meg, mint egy cigaretta fogyasztása három hónapon keresztül. Lindson-Hawley és mtsai, 2013.

Antropometriai mérések

Antropometriai méréseket (súly, magasság, testtömeg, testtömeg-index, derékkörfogat és derék-csípő arány) standard eljárásokkal hajtottak végre. Ashwell és mtsai., 2012Consultation, 2008. A magasságot és a súlyt professzionális egészségügyi személyzet mérte cipők és nehéz felsőruházat nélkül álló résztvevők falra szerelt stadiométerrel (OMRON, Japán). A testtömeg-indexet (BMI) a tömeg (kg) és a négyzetmagasság (m2) osztva osztották ki. A derék kerületét az alsó borda margó és a csípőcsík között félúton mértük, a résztvevők nehéz felsőruházat nélkül és kiürített zsebbel állva, finoman lélegezve.

A csípő kerületét a fenék feletti maximális kerületként regisztráltuk.

A glomeruláris szűrési sebesség kiszámítása

A glomeruláris szűrési sebességet (GFR) CKD-EPI képlettel számítottuk Levey et al., 2009.

A keringő biomarkerek mérése

A keringő biomarkerek meghatározása céljából a vérmintákat reggel (reggel 7-8 óra között) vettük ki az alapállapotból, legalább 10 órás lehűlés után hűtött szilikon kémcsövekbe, amelyekhez 2 ml 5% -os Trilon B oldatot adtunk. Ezután állandó hűtés mellett 6000 fordulat/perc sebességgel 3 percig centrifugáltuk. A plazmát összegyűjtöttük, és azonnal hűtőszekrényben tároltuk -70 ° C hőmérsékleten. A magas érzékenységű C-reaktív fehérje (hs-CRP), az adiponektin, a leptin, a vistafin szintjét a kereskedelemben kapható standard készlet segítségével mértük (R&D Systems GmbH, Wiesbaden-Nordenstadt, Németország). Az intay-assay és az inter-assay variációs együtthatók + antigén nélkülözhetetlenek az endothel sejtek számára, és az endothel sejtek tiszta populációjának azonosítására szolgálnak. Az endothel sejtekből származó MP teljes populációjának jellemzésére mindkét antigén meghatározását használtuk. A CD31 +/Annexin V + és CD144 +/Annexin V + MP-ket apoptotikus endothel sejtekből származó MP-ként határozták meg Lacroix et al., 2013.

Statisztikai analízis

A kapott eredmények statisztikai elemzését a Windows SPSS rendszerének 22. verziójában végeztük (SPSS Inc, Chicago, IL, USA). Az adatokat átlagként (М) és szórásként (± SD) vagy 95% -os konfidencia intervallumként (CI) adtuk meg; valamint a medián (Ме) és a 25% -75% interkvartilis tartomány (IQR). A betegcsoportok fő paramétereinek összehasonlításához kétfarkú Student t-tesztet vagy Shapiro – Wilk U-tesztet alkalmaztunk. A kategóriák közötti változók összehasonlításához Chi2 tesztet (χ2) és Fisher F pontos tesztet alkalmaztunk. Az egyváltozós és a többváltozós lineáris regressziós modelleket használtuk a keringő mikrorészecskék száma és más biomarkerek közötti kapcsolat meghatározására. A C-statisztikákat, az integrált diszkriminációs indexeket (IDI) és a nettó átsorolás javítását (NRI) használták az előrejelzési teljesítményelemzésekhez. Kétfarkú valószínűségi értéke

A teljes kohorszból származó egészséges önkéntesek és hasi elhízás esetén a GFR, a hemoglobin és a kreatinin szintje hasonló volt. Következésképpen a hasi elhízással küzdő egyéneknél magasabb volt az éhomi glükóz, a HbA1c, az összes koleszterin, az LDL-koleszterin, a trigliceridek, a hs-CRP, a vistafin, a leptin és az alacsonyabb adiponektin szint (2. táblázat). Nem volt különbség a GFR, a hemoglobin, az éhomi glükóz, a kreatinin és a lipidek szintjében a Met-UHO és a Met-HO betegek között. A Met-UHO betegeknél azonban magasabb volt a HbA1c, a vistafin, a leptin és az alacsonyabb hs-CRP, mint a Met-HO.

Egészséges önkénteseknél szignifikánsan csökkent a CD31 +/Annexin V + és CD144 +/Annexin V + jelzésű EMP-k szintje, mint a hasi elhízás esetén (2. ábra). Nem találtunk azonban szignifikáns különbséget a CD31 +/Annexin V + jelzésű EMP-k száma között Met-UHO és Met-HO betegeknél. Ezzel szemben a Met-UHO betegeknél a keringő CD144 +/Annexin V + szintje szignifikánsan megemelkedett a Met-HO egyénekhez képest.

A Met-UHO fejlődésének előrejelzésére alkalmas modell statisztikáját a 4. táblázat tartalmazza. Látható, hogy a megalapozott prediktív modellhez (Met-HO + HOMA-IR) hozzáadott CD31 +/Annexin V + és CD144 +/Annexin V + EMP-k száma eléggé javíthatja a Met-UHO kifejlesztésén alapuló modell prognosztikáját.

Vita

Ebben a tanulmányban beszámoltunk arról, hogy a CD31 +/Annexin V + és a CD144 +/Annexin V + EMP-k megnövekedett száma sokkal pontosabban jósolja a Met-UHO-t, mint az alapú modell (Met-HO). Figyelembe véve, hogy a Met-UHO a 2-es típusú diabetes mellitus erőteljes rizikófaktorának számít, azt javasoljuk, hogy a HOMA-IR-hez kapcsolódó CD31 +/Annexin V + és CD144 +/Annexin V + EMP-k száma mind Met-UHO, mind A Met-HO előrejelezheti az elhízással kapcsolatos szövődményeket, beleértve a t2dm nagyobb kockázatát. Így az apoptotikus EPC-k keringő szintjeiben a rendellenességek korai felismerése az IR biomarkere és a Met-UHO előrejelzője lehet a hasi elhízásban szenvedő betegeknél, ha más anyagcserezavarok hiányoznak, vagy a velük kapcsolatos bizonyítékok korlátozottak.

A közelmúltban felmerült, hogy a Met-HO a Met-UHO és a T2DM Mongraw-Chaffin és mtsai., 2016 fejlődési szakasza. Eredményeink azonban azt mutatták, hogy az elhízásban a metabolikus diszregulációt befolyásoló legfontosabb tényező az IR, amely valószínűleg a Met-HO túlnyomóan korai stádiumának tűnik. Bizonyíték van arra, hogy a viszcerális zsírszövet (VAT) felhalmozódása társulhat a gyulladásgátló citokinek, köztük a hs-CRP, a leptin és a vistafin, túltermelésével, és IR Brede et al., 2016-ot indukálhat. Ezért a sub-intima infiltrációja Az LDL által a koleszterin szabad gyökök termelését, a citoszkeleton oxidációját és az endoteliális sejtek membrán vezikulációját indukálja. Végül az endothel sejtek membrán vezikulációját fokozzák a gyulladásos citokinek az VAT felhalmozódásának közvetítésében. Mause és Weber, 2010. Érdekes, hogy az apoptotikus EMP-k keringő száma jól kapcsolódik a hagyományos obesity biomarkerekhez (adiponectin, leptin, vistafin) Met0UHO betegeknél, de nem Met-HO egyéneknél. Valóban, Met-HO betegeknél nem találtunk súlyos metabolikus rendellenességeket, a leptin emelkedéstől eltekintve a Met-UHO-val összehasonlítva, azonban az IR-t mind a Met-UHO, mind a Met-HO egyedeknél közös megállapításként határoztuk meg, BMI különbség nélkül.

A megnövekedett áfa összege, krónikus gyulladással és IR-vel együtt hajlamosítja az endotheliális diszfunkció kialakulását az apoptotikus EMP-k csillapítási szintézise és szekréciója révén. Valójában a gyulladáscsökkentő citokinek, azaz az interleukin-6, a tumor faktor nekrózis-alfa, a leptin és a vistafin közvetlenül befolyásolhatják az endothel sejtek szerkezetét és kiválthatják az apoptotikus EMP-k szekrécióját. Berezin, 2016bRautou et al., 2011. A fő biológiai funkció ennek a folyamatnak az endothelsejt-helyreállítás gyengülése és az érfunkció helyreállítása Jansen et al., 2015. Sajnos az együttélő IR hatással van az endothel progenitor sejtekre, és még apoptotikus EMP-k által történő stimulálás után sem képesek funkcionálisan érett endothelsejtekké differenciálódni. Andriantsitohaina, 2011 Tetta és mtsai, 2011. Ennek eredményeként az apoptotikus EMP által kiváltott endotheliális diszfunkció és az IR a Met-UHO kialakulásának korai előrejelzőjévé válhat.

A jelen eredmények bemutatták először a keringő apoptotikus EMP-k és a megnövekedett szám közötti összefüggést a Met-HO-ban szenvedő betegek között. Ezeket a megállapításokat teljes elhízott populációra extrapolálva azt javasolhatjuk, hogy a hasi elhízás klinikai diagnózisa, annak fenotípusaitól (Met-UHO vagy Met-HO) függetlenül, valószínűleg nem elegendő a T2DM és a CV betegség kockázatának felméréséhez. Berezin et al., 2015c . Ebben az összefüggésben a keringő apoptotikus EMP szám mérése hasznos eszköz lenne a T2DM és a CV nagyobb kockázatú elhízott egyének körében történő rétegzésre. Berezin, 2016a, bMontoro-García és mtsai, 2011, különösen akkor, ha az elhízás hagyományos biomarkereit nem észlelik megfelelő módon diagnosztikai szint. Nagy vizsgálatokra van szükség annak érdekében, hogy megértsük az apoptotikus EMP-k szerepét a hasi elhízás különböző fenotípusainak patogenezisében, mivel ezek a terápia célpontjai lehetnek, valamint a prediktív biomarkerek.

Tanulmányi korlátozások

A jelen tanulmány másik korlátja, hogy a képviselők meghatározott szerepe is lehetséges, és ezt nem jellemezték. A szerzők azonban feltételezik, hogy ezek az opcionálisan technikailag korlátozások nem lehetnek jelentős hatással a vizsgálati adatok értelmezésére. Ezenkívül a retrospektív, viszonylag kis mintaméret korlátozhatja a jelen tanulmány jelentőségét.

Következtetés

Ebben a vizsgálatban határoztuk meg először a megnövekedett apoptotikus EMP számot, amely megjósolhatja a Met-HO átalakulását Met-UHO-vá. A bizonyítékok azt sugallják, hogy az apoptotikus EMP-k biomarkerrel magasabb kockázatot jelenthetnek a T2DM és a CV betegség szempontjából. Jövőbeni vizsgálatokra van szükség ezen javaslatok megerősítéséhez és az apoptotikus EMP-szám diszkriminatív értéke körüli egyértelmű helyzet kialakulásához hasi elhízás esetén.

Rövidítések

AUC: a görbe alatti terület; BMI: testtömeg-index; CI: konfidencia intervallum; CV: kardiovaszkuláris: GFR: glomeruláris szűrési sebesség; EMP-k: endoteliális sejtekből származó mikrorészecskék; HDL-C: nagy sűrűségű lipoprotein koleszterin; hs-CRP: nagy érzékenységű C-reaktív fehérje; IDI: integrált diszkriminációs index; LDL-C: alacsony sűrűségű lipoprotein koleszterin; Met-HO: metabolikusan egészséges elhízás; MetS: metabolikus szindróma; Met-UHO: metabolikusan egészségtelen elhízás; MP: mikrorészecskék; NCEP: Nemzeti koleszterin oktatási program; NRI: nettó átsorolási index; VAGY: esélyek aránya.

Szerző hozzájárulás

Az AEB megadta a koncepciót, megtervezte a kísérletet, elemezte az adatokat, és véglegesen jóváhagyta a kéziratot, és a projekt felügyelője volt. Az AAK kísérletet végzett, elemezte az adatokat és megírta a kézirat tervezetét. A TAB segített az adatgyűjtésben és a kísérleti körülmények optimalizálásában. Az YVM és a TAS segített a cikk szerkesztésében és az irodalom áttekintésében. A TAS adatgyűjtést, szervezést és adatelemzést végzett, és segített a végleges tervezet elkészítésében.