Сравнительная оценка экспрессии ферментов пути синтеза церамидов <i>de novo</i> в жировой ткани сердца и сосудов пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями

Груздева О. В.; Дылева Ю. А.; Белик Е. В.; Учасова Е. Г.; Понасенко А. В.; Горбатовская Е. Е.; Фанаскова Е. В.; Иванов С. В.; Стасев А. Н.; Зинец М. Г.; Барбараш О. Л.

Статья

Сравнительная оценка экспрессии ферментов пути синтеза церамидов <i>de novo</i> в жировой ткани сердца и сосудов пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями

Груздева О. В.,

Дылева Ю. А.,

Белик Е. В.,

Учасова Е. Г.,

Понасенко А. В.,

Горбатовская Е. Е.,

Фанаскова Е. В.,

Иванов С. В.,

Стасев А. Н.,

Зинец М. Г.,

Барбараш О. Л.

2022

https://doi.org/10.15829/1560-4071-2022-5281

Цель. Оценить в сравнительном аспекте экспрессию ферментов биосинтеза церамидов по пути de novo в жировой ткани (ЖТ) сердца и сосудов пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) и приобретенными пороками сердца.Материал и методы. В исследование включено 20 пациентов с ИБС и 18 пациентов с аортальным стенозом/недостаточностью. Биоптаты подкожной, эпикардиальной, периваскулярной ЖТ (подкожная ЖТ (ПЖТ), эпикардиальная ЖТ (ЭЖТ), периваскулярная ЖТ (ПВЖТ), соответственно) получены во время оперативного вмешательства. Методом количественной ПЦР оценена экспрессия генов ферментов синтеза церамидов de novo (серинпальмитоилтрансферазы субъединицы С1 и С2: SPTLC1, SPTLC2; церамидсинтазы 1-6: СERS1-6; дигидроцерамиддесатуразы: DEGS1). Статистический анализ результатов проводили в программе GraphPad Prism 8 (GraphPad Software).Результаты. Пациенты с ИБС характеризовались более высоким уровнем мРНК SPTLC1 в ПЖТ и ЭЖТ, SPTLC2, СERS1, продуцирующей церамиды С18, СERS5 и СERS6, генерирующих церамиды С14-С16 в ЭЖТ, СERS2 — в ПЖТ, продуцирующей длинноцепочечные церамиды С20-С24, СERS4, синтезирующей очень длинноцепочечные церамиды С18-С20. В ПВЖТ выявлена высокая экспрессия СERS4 и СERS3, синтезирующей очень длинноцепочечные церамиды С26 и выше. Экспрессия DEGS1 была максимальной в ПЖТ и ЭЖТ. У пациентов с пороками сердца отмечалась высокая экспрессия СERS3 в ПВЖТ, СERS4 в ЭЖТ и ПВЖТ, DEGS1 в ЭЖТ. Уровень мРНК SPTLC1 в ПЖТ и ЭЖТ, SPTLC2 в ЭЖТ, СERS2 во всех исследуемых ЖТ, СERS4 и 5 в ЭЖТ, DEGS1 в ПЖТ и ЭЖТ среди пациентов с ИБС был выше, чем в группе сравнения.Заключение. Региональные жировые депо сердца отличались по уровню экспрессии ферментов биосинтеза церамидов de novo. Полученные результаты свидетельствуют об активации синтеза церамидов по этому пути в адипоцитах преимущественно эпикардиальной локализации при коронарогенной патологии, что может способствовать накоплению длинноцепочечных церамидов в ЖТ этой локализации.

Груздева О. В., Дылева Ю. А., Белик Е. В., Учасова Е. Г., Понасенко А. В., Горбатовская Е. Е., Фанаскова Е. В., Иванов С. В., Стасев А. Н., Зинец М. Г., Барбараш О. Л. Сравнительная оценка экспрессии ферментов пути синтеза церамидов de novo в жировой ткани сердца и сосудов пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Российский кардиологический журнал. 2022;27(12):5281. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2022-5281

Цитирование

Список литературы

1. Iacobellis G. Epicardial adipose tissue in contemporary cardiology. Nat Rev Cardiol. 2022;19(9):593-606. doi:10.1038/s41569-022-00679-9.

2. Брель Н. К., Груздева О. В., Коков А. Н. и др. Взаимосвязь кальциноза коронарных артерий и локальных жировых депо у пациентов с ишемической болезнью сердца. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2022;11(3):51-63. doi:10.17802/2306-1278-2022-11-3-51-6.

3. Gruzdeva OV, Dyleva YA, Belik EV, et al. Relationship between Epicardial and Coronary Adipose Tissue and the Expression of Adiponectin, Leptin, and Interleukin 6 in Patients with Coronary Artery Disease. J Pers Med. 2022;12(2):129. doi:10.3390/jpm12020129.

4. Chatham JC, Young ME. Metabolic remodeling in the hypertrophic heart: fuel for thought. Circ. Res. 2012;111:666-8. doi:10.1161/circresaha.112.277392.

5. Summers SA, Chaurasia B, Holland WL. Metabolic Messengers: Ceramides. Nat. Metab. 2019;1(11):1051-8. doi:10.1038/s42255-019-0134-8.

6. Mielke MM, Bandaru VV, Han D, et al. Factors affecting longitudinal trajectories of plasma sphingomyelins: the Baltimore Longitudinal Study of Aging. Aging Cell. 2015;14(1):112-21. doi:10.1111/acel.12275.

7. Middlekauff HR, William KJ, Su B, et al. Changes in lipid composition associated with electronic cigarette use. J Transl Med. 2020;18:379. doi:10.1186/s12967-020-02557-9.

8. Turpin SM, Nicholls HT, Willmes DM, et al. Obesity-induced CerS6-dependent C16:0 ceramide production promotes weight gain and glucose intolerance. Cell Metab. 2014;20(4):678-86. doi:10.1016/j.cmet.2014.08.002.

9. Chathoth S, Ismail MH, Alghamdi HM, et al. Insulin resistance induced by de novo pathway-generated C16-ceramide is associated with type 2 diabetes in an obese population. Lipids Health Dis. 2022;21:24. doi:10.1186/s12944-022-01634-w.

10. Park TS, Rosebury W, Kindt EK, et al. Serine palmitoyltransferase inhibitor myriocin induces the regression of atherosclerotic plaques in hyperlipidemic ApoE-deficient mice. Pharmacol Res. 2008;58(1):45-51. doi:10.1016/j.phrs.2008.06.005.

11. McGurk KA, Keavney BD, Nicolaou A, et al. Circulating ceramides as biomarkers of cardiovascular disease: Evidence from phenotypic and genomic studies. Atherosclerosis. 2021;327:18-30. doi:10.1016/j.atherosclerosis.2021.04.021.

12. Mantovani A, Bonapace S, Lunardi G, et al. Associations between specific plasma ceramides and severity of coronary-artery stenosis assessed by coronary angiography. Diabetes Metab. 2020;46(2):150-7. doi:10.1016/j.diabet.2019.07.006.

13. Li Y, Talbot CL, Chaurasia B. Ceramides in Adipose Tissue. Front. Endocrinol. 2020;11:407. doi:10.3389/fendo.2020.00407.

14. Tidhar R, Zelnik ID, Volpert G, et al. Eleven residues determine the acyl chain specificity of ceramide synthases. J. Biol. Chem. 2018;287:3197-206. doi:10.1074/jbc.RA118.001936.

15. Shah C, Yang G, Lee I, et al. Protection from high fat diet-induced increase in ceramide in mice lacking plasminogen activator inhibitor 1. J Biol Chem. 2008;283(20):13538-48. doi:10.1074/jbc.M709950200.

16. Chaurasia B, Kaddai VA, Lancaster GI, et al. Adipocyte Ceramides Regulate Subcutaneous Adipose Browning, Inflammation, and Metabolism. Cell Metab. 2016;24(6): 820-34. doi:10.1016/j.cmet.2016.10.002.

17. Choi RH, Tatum SM, Symons JD, et al. Ceramides and other sphingolipids as drivers of cardiovascular disease. Nat Rev Cardiol. 2021;18(10):701-11. doi:10.1038/s41569-021-00536-1.

18. Błachnio-Zabielska AU, Baranowski M, Hirnle T, et al. Increased bioactive lipids content in human subcutaneous and epicardial fat tissue correlates with insulin resistance. Lipids. 2012;47(12):1131-41. doi:10.1007/s11745-012-3722-x.

19. Goossens GH. The role of adipose tissue dysfunction in the pathogenesis of obesity-related insulin resistance. Physiol Behav. 2008;94:206-18. doi:10.1016/j.physbeh.2007.10.010.

20. Ginkel C, Hartmann D, vom Dorp K, et al. Ablation of neuronal ceramide synthase 1 in mice decreases ganglioside levels and expression of myelin-associated glycoprotein in oligodendrocytes. J Biol Chem. 2012;287(50):41888-902. doi:10.1074/jbc.M112.413500.

21. Kim YR, Lee EJ, Shin KO, et al. Hepatic triglyceride accumulation via endoplasmic reticulum stress-induced SREBP-1 activation is regulated by ceramide synthases. Exp Mol Med. 2019;51(11):1-16. doi:10.1038/s12276-019-0340-1.

22. Goldenberg JR, Carley AN, Ji R, et al. Preservation of Acyl Coenzyme A Attenuates Pathological and Metabolic Cardiac Remodeling Through Selective Lipid Trafficking. Circulation. 2019;139(24):2765-77. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.119.039610.

23. Laviad EL, Albee L, Pankova-Kholmyansky I, et al. Characterization of ceramide synthase 2: tissue distribution, substrate specificity, and inhibition by sphingosine 1-phosphate. J biol chem. 2008;283:5677-84. doi:10.1074/jbc.M707386200.

24. Atilla-Gokcumen GE, Muro E, Relat-Goberna J, et al. Dividing cells regulate their lipid composition and localization. Cell. 2014;156(3):428-39. doi:10.1016/j.cell.2013.12.015.

25. Law BA, Liao X, Moore KS, et al. Lipotoxic very-long-chain ceramides cause mitochondrial dysfunction, oxidative stress, and cell death in cardiomyocytes. FASEB J. 2018;32(3):1403-16. doi:10.1096/fj.201700300R.

26. Gosejacob D, Jäger PS, Vom Dorp K, et al. Ceramide Synthase 5 Is Essential to Maintain C16:0-Ceramide Pools and Contributes to the Development of Diet-induced Obesity. The Journal of biological chemistry. 2016;291(13):6989-7003. doi:10.1074/jbc.M115.691212.

27. Kolak M, Gertow J, Westerbacka J, et al. Expression of ceramide-metabolising enzymes in subcutaneous and intra-abdominal human adipose tissue. Lipids Health Dis. 2012;11: 115. doi:10.1186/1476-511X-11-115.

28. Devlin CM, Lahm T, Hubbard WC, et al. Dihydroceramide-based response to hypoxia. J Biol Chem. 2011;286(44):38069-78. doi:10.1074/jbc.M111.297994.

Документы

Источник

Информация

Автор

Груздева О. В. ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний
Дылева Ю. А. ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний; ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России
Белик Е. В. ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний; ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России
Учасова Е. Г. ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний; ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России
Понасенко А. В. ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний; ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России
Горбатовская Е. Е. ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний; ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России
Фанаскова Е. В. ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний; ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России
Иванов С. В. ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний; ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России
Стасев А. Н. ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний; ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России
Зинец М. Г. ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний; ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России
Барбараш О. Л. ФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний; ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России

Название журнала

Российский кардиологический журнал

Ключевые слова

Статья