A magas diétás metionin és koleszterin serkenti a korai érelmeszesedést és a késői rostos kupak kialakulását, ami a GRP78 pozitív plakkok sejtjeinek csökkenésével jár

Absztrakt

A homocisztein vagy prekurzor metionin szerepe a rostos kupakok kialakulásában és az endoplazmatikus retikulum (ER) stresszzel való összefüggése nem világos. A homocisztein serkentheti a kollagén felhalmozódását és fel tudja szabályozni az ER stressz chaperone glükóz által szabályozott fehérjét 78 (GRP78). A vizsgálat célja annak meghatározása volt, hogy a magas diétás metionin növeli-e a rostos kupakokat, és hogy egy aterogén étrend eltávolítása csökkenti-e az ER-stresszel terhelt sejtek mennyiségét. Új-zélandi fehér nyulakat 2, 4 vagy 12 hétig tápláltak aterogén étrendet [1% metionin + 0,5% koleszterin (2MC, 4MC vagy 12MC)]; 4 vagy 12 hétig 0,5% koleszterin diéta (4Ch, 12Ch); és a plakk regresszió tanulmányozására, MC diéta 2 vagy 4 hétig, 10 hét normál étrend kíséretében (2MCr, 4MCr). Endoteliális funkciót, érelmeszesedést és GRP78 pozitív sejteket vizsgáltunk. 4MC-ben megszűnt az endoteliális funkció, és az érelmeszesedés 17-szeresére nőtt (P 2 = 0,9). Ezek a tanulmányok azt sugallják, hogy a magas diétás metionin előnyös lehet a lepedék stabilizálásában, és a normál étrend stabilizálja a lepedéket és csökkenti a stressz alatt lévő plakkok sejtjeinek számát.

Az étrendi metionin szerepe az érelmeszesedés kialakulásában nem egyértelmű. Troen és mtsai. kimutatták, hogy az étkezési metioninfelesleg felgyorsíthatja az érelmeszesedést az ApoE knockout egerekben Troen et al. 2003-ban, és korábban hasonló hatásokat mutattunk ki a nyúl ateroszklerózis modelljében egy 12 hetes diéta után, amely felesleges koleszterint és metionint tartalmaz Zulli és mtsai. 2003, 2004. Klinikai körülmények között azonban a magas plazma homocisztein CVD-re gyakorolt hatása érvénytelen marad. Kaul et al. 2006. A HOPE2 klinikai vizsgálat kimutatta, hogy a kismértékű homociszteinszint-csökkentésnek nincs jótékony hatása a klinikai eredményekre, míg a FIELD-tanulmány kimutatta, hogy a megnövekedett homocisztein a koszorúér-események 23% -os csökkenésével, de a mortalitás változásával nem jár. Ez felveti a homocisztein plakk-morfológiára gyakorolt hatásának kérdését, mivel a homocisztein oxidatív stresszt indukálhat, serkenti a kollagén szintézist és a simaizomsejtek proliferációját Lentz 2005 - ezek a tényezők szerepet játszanak a lepedék átalakításában.

Ezt a vizsgálatot úgy tervezték, hogy (a) összehasonlítsa a plakkos sejtek szerkezetét önmagában a magas étrendi koleszterin és a magas étrendi koleszterin, valamint a metionin között a 4. és 12. héten (b), hogy pontos modellt hozzon létre az érelmeszesedéses plakkok stabilizálódásának rövid időn belüli műtéti beavatkozása nélkül műtét nélkül. beavatkozás (c) a GRP78 pozitív sejtek számszerűsítése ezekben az időszakokban.

Mód

Izometrikus feszültség vizsgálatok

A hasi aortákat 6 × 3 mm-es gyűrűkre boncoltuk, és egymás után szereltük fel két fémhorog közé szerv-fürdőkben, amelyek erő-elmozdulás-átalakítókhoz (Grass FT03) voltak csatlakoztatva, és adatgyűjtő rendszerhez voltak kapcsolva (MacLab, ADInstruments, Bellavista, NSW, Ausztrália). A fürdőket Krebs-oldattal töltjük meg, állandó 37 ° C-os hőmérsékleten tartjuk, és folyamatosan 95% O2/5% CO2-t buborékoltatunk rajta. 1 óra elteltével az edényeket óvatosan 2 g nyugalmi feszültségig nyújtjuk. Egy óra elteltével a maximális szűkületet magas kálium-krebs oldattal (124 mmol/l K +) határoztuk meg. Plató (6 perc) után az edényeket krebekkel öblítettük, majd 1 órával később az érgyűrűket fenilefrinnel előkontraktáltuk a maximális összehúzódás körülbelül 30–40% -áig. Miután a kontrakció stabilizálódott, acetil-kolin koncentráció-válasz görbét (10 -8 -10-6 mol/l Ach, fél log egység) végeztünk Zulli és mtsai. 2003.

Fal patológia

Adatelemzés

Az anova által elemzett összes adatpont, amelyet egy Newman – Keuls többszörös összehasonlító post hoc teszt vagy a Students’t-teszt elemzett, megfelelő volt. A P 1m ábra). A teljes koleszterinszint azonban a diéta megkezdése után legalább 5 hétig magas maradt. Extrapolatív görbéket adtunk az 1m. Ábrához. A vér trigliceridjei nem különböztek szignifikánsan a csoportok között.

Regressziós csoport

A 10 hetes normál étrend után vastag rostos sapkák figyelhetők meg a hasi aorta plakkokban mind a 2Wr (2d. Ábra), mind a 4Wr (1j és 2f ábra, h, i, k, l) és a bal fő koszorúérben (1k ábra). ). Valóban, a rostos kupakok 46% -ot tartalmaztak (P 2m. Ábra), és a plakk makrofágtartalma 60% -kal csökkent (P 1l ábra). Ez az ateroszklerotikus plakkokat borító GRP78 pozitív sejtek jelentős csökkenésével járt együtt az összes többi csoporttal összehasonlítva (2c, e, g, b ábra d-vel, f-vel összehasonlítva, és m-ben számszerűsítve). Fontos megjegyezni, hogy a 4MC és a 4MCr csoportban a plakkok mennyisége nem különbözött szignifikánsan (1n. Ábra); azonban a plakk biológiai szerkezetében jelentős változások következtek be, amelyek stabilabb plakk fenotípusra utalnak (1l és and2m 2m ábrák).

A sapka kollagénes és sejtes jellegének bemutatására trichromfoltot, valamint VSMC (vaszkuláris simaizomsejt) immunreakciót hajtottunk végre. A kollagén (kék) egyértelműen megfigyelhető a sejtmag felett (piros), és ezt az 1i. Ábra mutatja, és a VSMC a makrofágokhoz (1j, 2k ábra) képest a plakk egész területén kiemelkedő volt (2j. Ábra). A soros metszetek (2j, l ábra) egyértelműen RAM11 pozitív sejteket mutatnak, amelyek reagálnak a GRP78 antitesttel. Ezen túlmenően, az ER stressz csökkenésének megerősítésére, a második marker CHOP is minimálisan volt jelen 4Wr-ban.

GRP78 sejtek a rostos kupakban

Ezt követően arra törekedtünk, hogy meghatározzuk a pozitív GRP78 sejtek mennyiségét a rostos kupakban. Megállapítottuk, hogy abban a négy csoportban, ahol látszólagos rostos kupak képződött az ateroszklerotikus plakkokban, fordított összefüggés volt a rostos kupak mérete és a GRP78 pozitív sejtek között (r 2 = 0,9, 2n. Ábra).

Endoteliális funkció

Vita

A vizsgálat fő megállapításai a) a hasi aortában és a bal fő koszorúérban lévő nyúl ateroszklerotikus plakkjai stabilizálódhatnak (vastag rostos kupakok, alacsony makrofágtartalom) 4 héten át tartó aterogén étrend után 10 héten belül. a metionin és a koleszterin 4 héten belül súlyosbítja az érelmeszesedés kialakulását önmagában a magas diétás koleszterinszinthez képest, de a magas diétás metionin hozzáadása a magas koleszterinszintű étrendhez 12 héten keresztül vastagabb rostos kupakokat eredményez, mint a csak a koleszterinhez képest a magas táplálékkal koleszterinnel és metioninnal etetett nyulak aortája 4 héten, amely 10 hét normál étrend után nem normalizálódik (d) A plakkokon belüli GRP78 pozitív sejtek csökkentek a regresszió során.

A nyúl modellt széles körben alkalmazták az érelmeszesedéses plakk-stabilizáció tanulmányozására. Például a jelenlegi vizsgálatok fotopont fotodinamikai terápia alkalmazását tartalmazzák, amelyről kimutatták, hogy elősegíti a nyúl ateroszklerotikus plakkjainak stabilizálódását és gátolja a plakk progresszióját. Waksman és mtsai. 2008; fenofibrát beavatkozás a plakk stabilitásának javítása érdekében Jeanpierre és mtsai. 2008, valamint a genetikai hiperlipidémiás modell (WHHL (Watanabe heritable hyperlipidemic) nyúl) a sztatinok plakk sebezhetőségi indexre (stabil plakkok fenotípus) gyakorolt hatásának tanulmányozására Shiomi et al. 2001. Ezekben a modellekben és az itt bemutatott modellben hangsúlyoznunk kell, hogy ezek a plakkok nem hasonlítanak a IV típusú humán koszorúér-érelmeszesedésre Stary 2000; Stary és mtsai. 1995, 1994. Javasoljuk azonban, hogy ez a nyúlmodell alkalmazható olyan tényezők tanulmányozására, amelyek befolyásolhatják a plakk sejtbiológiáját, amely hasonlít egy stabilabb plakkok fenotípusához (plakk sebezhetőségi index), műtéti beavatkozás nélkül.

Ebben a tanulmányban azt figyeltük meg, hogy a plazma koleszterinszintje a kezdeti 2 hetes vagy 4 hetes étrend után több mint 4 hétig magas maradt. Ez egyértelműen mutatja a csökkent koleszterin clearance-t a nyúlmodellben, és más vizsgálatok is alátámasztják, hogy a plazma koleszterinszintje rövid idő alatt nem normalizálódik. Balkan et al. 2004; Fennessy és mtsai. 1994. Ezek az eredmények szöges ellentétben állnak másokkal, amelyek 4 hetes normál étrendet mutattak egy 4 hetes magas koleszterinszintű étrend után, teljesen helyreállítva a plazma koleszterinszintjét. Van Winkle & Levy 1970; Ohara és mtsai. 1995. Bár ez az étrend zsírtartalmának különbségeivel magyarázható, a magas zsír-, magas koleszterin- és magas metionin-étrend fiziológiailag relevánsabb étrend lehet, amely önmagában a magas koleszterinszintet táplálja.

Összefoglalva, megmutatjuk, hogy a nyulak csak 4 hetes étkezési manipuláció során felszámolt endotheliális funkciót és súlyos érelmeszesedést mutatnak, és hogy a kezdeti 4 hetes aterogén étrend után 10 hét normál étrend helyreállítja a normális lipidprofilt, megindítja az endothel funkció helyreállítását és stabilabb érelmeszesedéses plakkok fenotípusához vezet (vastag rostos kupak/alacsony makrofágtartalom) és az ER stresszel terhelt sejtek csökkenéséhez. Megmutattuk azt is, hogy a magas diétás metionin és a koleszterin 12 héten keresztül történő kombinációja stabilabb plakk-fenotípust eredményez, ami arra utal, hogy a metionin fontos plakk-stabilizátor lehet. Eredményeink rávilágítottak a metionin atherogenezisre gyakorolt hatásaira és az ER stressz inhibitorok alkalmazásának lehetőségére az ateroszklerózis nyúlmodelljében.