Особенности экспрессии ферментов метаболизма церамидов в жировых депо различной локализации при сердечно-сосудистых заболеваниях

Цель. Выявить особенности экспрессии генов ферментов сфингомиелиназного пути биосинтеза церамидов и ферментов деградации церамидов в жировых депо различной локализации у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями.Материал и методы. Обследовано 38 пациентов: 20 — с ишемической болезнью сердца (ИБС) и 18 — с аортальным стенозом/недостаточностью. Биоптаты подкожной, эпикардиальной, периваскулярной жировой ткани (ЖТ) (ПЖТ, ЭЖТ, ПВЖТ, соответственно) получены во время операции. Экспрессия генов ферментов сфингомиелиназного пути синтеза (кислой и нейтральной сфингомиелиназ SMPD1 и SMPD3) и деградации церамидов (кислой церамидазы ASAH1; сфингомиелинсинтазы 1 и 2 SGMS1 и SGMS2) оценена при помощи количественной полимеразной цепной реакции. Анализ уровня соответствующих белков проведен с использованием иммуноблоттинга (вестернблоттинг). Статистическая обработка выполнена в программе GraphPad Prism 8 (GraphPad Software).Результаты. При ИБС максимальная экспрессия SMPD1 наблюдалась в подкожных и эпикардиальных адипоцитах. У лиц с приобретенными пороками сердца (ППС) уровень мРНК SMPD1 в ПЖТ был выше, чем в ПВЖТ. Экспрессия гена SMPD1 в ЭЖТ пациентов с ИБС была более выражена по сравнению с пациентами с ППС. ПВЖТ отличалась минимальной экспрессией SMPD1 независимо от нозологии. Экспрессия SMPD3 не имела тканевых особенностей в исследуемых группах, ген SMPD1 был более экспрессирован в адипоцитах ЖТ сердца, чем SMPD3. Экспрессия ASAH1 в ЭЖТ при ИБС была максимальной относительно ЖТ других локализаций. Лица с ППС характеризовались высокой экспрессией ASAH1 независимо от локализации ЖТ, превышающей показатели больных с ИБС. При ИБС уровень SGMS1 в ЭЖТ был выше, чем в ПЖТ и ПВЖТ, у пациентов ППС тканевых особенностей не выявлено. Генная экспрессия SGMS1 в ЭЖТ пациентов с ИБС была выше, чем в группе пороков сердца. Экспрессия SGMS2 значительно превышала SGMS1 в обеих исследуемых группах и была максимальной в адипоцитах ПЖТ и ПВЖТ по сравнению с ЭЖТ в группе ИБС и в ПВЖТ в группе ППС. Коронарогенная патология характеризовалась более высоким уровнем мРНК SGMS2 в ПЖТ и ЭЖТ. Уровень ферментов метаболизма церамидов в адипоцитах ЖТ пациентов соответствовал экспрессии их генов.Заключение. При коронарогенной патологии ЖТ сердца (преимущественно эпикардиальной локализации) характеризуется не только повышенной экспрессией генов ферментов синтеза церамидов по сфингомиелиназному пути, но и активацией утилизации церамидов с образованием сфингозина. Наблюдаемые изменения могут способствовать аккумуляции церамидов и сфингомиелина, ассоциированных с атеросклеротическими процессами в ЖТ данной локализации.

Груздева О. В., Белик Е. В., Дылева Ю. А., Учасова Е. Г., Понасенко А. В., Кутихин А. Г., Маркова В. Е., Горбатовская Е. Е., Фанаскова Е. В., Иванов С. В., Стасев А. Н., Зинец М. Г, Cлесарева Т. А., Барбараш О. Л. Особенности экспрессии ферментов метаболизма церамидов в жировых депо различной локализации при сердечно-сосудистых заболеваниях. Российский кардиологический журнал. 2023;28(4):5390. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2023-5390

Цитирование

Список литературы

1. 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.

2. Zietzer A, Düsing P, Reese L, et al. Ceramide Metabolism in Cardiovascular Disease: A Network With High Therapeutic Potential. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2022;42(10). doi:10.1161/ATVBAHA.122.318048.

3. Pavoine C, Pecker F. Sphingomyelinases: their regulation and roles in cardiovascular pathophysiology. Cardiovasc Res. 2009;82(2):175-83. doi:10.1093/cvr/cvp030.

4. Shu H, Peng Y, Hang W, et al. Emerging Roles of Ceramide in Cardiovascular Diseases. Aging Dis. 2022;13(1):232-45. doi:10.14336/AD.2021.0710.

5. Груздева О. В., Дылева Ю. А., Белик Е. В. и др. 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. doi:10.15829/1560-4071-2022-5281.

6. Tippetts TS, Holland WL, Summers SA. Cholesterol — the devil you know; ceramide — the devil you don’t. Trends Pharmacol Sci. 2021;42(12):1082-95. doi:10.1016/j.tips.2021.10.001.

7. Ying L, Tippetts TS, Chaurasia B. Ceramide dependent lipotoxicity in metabolic diseases. Nutrition and Healthy Aging. 2019;5(1):1-12. doi:10.3233/NHA-170032.

8. 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.

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

10. Chaurasia B, Tippetts TS, Monibas RM, et al. Targeting a ceramide double bond improves insulin resistance and hepatic steatosis. Science. 2019;365:386-92. doi:10.1126/science.aav3722.

11. Hadas Y, Vincek AS, Youssef E, et al. Altering Sphingolipid Metabolism Attenuates Cell Death and Inflammatory Response After Myocardial Infarction. Circulation. 2020;141:91630. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.119.041882.

12. Yu Z, Peng Q, Huang Y. Potential therapeutic targets for atherosclerosis in sphingolipid metabolism. Clin Sci (Lond). 2019;133(6):763-76. doi:10.1042/CS20180911.

13. van Eijk M, Aten J, Bijl N, et al. Reducing glycosphingolipid content in adipose tissue of obese mice restores insulin sensitivity, adipogenesis and reduces inflammation. PLoS One. 2009;4(3):e4723. doi:10.1371/journal.pone.0004723.

14. Hammerschmidt P, Brüning JC. Contribution of specific ceramides to obesity-associated metabolic diseases. Cell Mol Life Sci. 2022;79(8):395. doi:10.1007/s00018-022-04401-3.

15. Park TS, Panek RL, Rekhter MD, et al. Modulation of lipoprotein metabolism by inhibition of sphingomyelin synthesis in ApoE knockout mice. Atherosclerosis. 2006;189(2):264-72. doi:10.1016/j.atherosclerosis.2005.12.029.

16. Barchuk M, Ancel P, Miksztowicz V, et al. Epicardial Adipose Tissue Ceramides Are Related to Lipoprotein Lipase Activity in Coronary Artery Disease: Unfolding a Missing Link. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2022;42(8):e242-e251. doi:10.1161/ATVBAHA.122.317840.

17. Hussain MM, Jin W, Jiang XC. Mechanisms involved in cellular ceramide homeostasis. Nutr Metab (Lond). 2012;9(1):71. doi:10.1186/1743-7075-9-71.

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

19. 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.

20. Cuschieri J, Bulger E, Billgrin J, et al. Acid sphingomyelinase is required for lipid Raft TLR4 complex formation. Surg Infect (Larchmt). 2007;8(1):91-106. doi:10.1089/sur.2006.050.

21. Wang P, Zeng G, Yan Y, et al. Disruption of adipocyte HIF-1α improves atherosclerosis through the inhibition of ceramide generation. Acta Pharm Sin B. 2022;12(4):1899-912. doi:10.1016/j.apsb.2021.10.001.

22. Argaud L, Prigent AF, Chalabreysse L, et al. Ceramide in the antiapoptotic effect of ischemic preconditioning. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2004;286(1):H246-51. doi:10.1152/ajpheart.00638.2003.

23. Pan W, Yu J, Shi R, et al. Elevation of ceramide and activation of secretory acid sphingomyelinase in patients with acute coronary syndromes. Coron Artery Dis. 2014;25(3):230-5. doi:10.1097/MCA.0000000000000079.

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

25. Parveen F, Bender D, Law SH, et al. Role of Ceramidases in Sphingolipid Metabolism and Human Diseases. Cells. 2019;8(12):1573. doi:10.3390/cells8121573.

26. Gault CR, Obeid LM, Hannun YA. An overview of sphingolipid metabolism: from synthesis to breakdown. Adv Exp Med Biol. 2010;688:1-23. doi:10.1007/978-1-4419-6741-1_1.

27. 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/s41569021-00536-1.

28. Li Z, Chiang YP, He M, et al. Effect of liver total sphingomyelin synthase deficiency on plasma lipid metabolism. Biochim Biophys Acta Mol Cell Biol Lipids. 2021;1866(5):158898. doi:10.1016/j.bbalip.2021.158898.

29. Park JY, Lee SH, Shin MJ, et al. Alteration in metabolic signature and lipid metabolism in patients with angina pectoris and myocardial infarction. PLoS One. 2015;10(8):e0135228. doi:10.1371/journal.pone.0135228.

Документы

Источник

Информация

Автор

Груздева О. В. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»; ФГБОУ ВО КемГМУ Минздрава
Белик Е. В. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Дылева Ю. А. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Учасова Е. Г. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Понасенко А. В. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Кутихин А. Г. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Маркова В. Е. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Горбатовская Е. Е. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Фанаскова Е. В. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Иванов С. В. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Стасев А. Н. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Зинец М. Г ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Cлесарева Т. А. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»
Барбараш О. Л. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»; ФГБОУ ВО КемГМУ Минздрава

Название журнала

Российский кардиологический журнал

Ключевые слова

Статья