Том 22 № 4 (2018)
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Исследование влияния рекомбинантного аполипопротеина А-I на работу сердечной мышцы в эксперименте

PDF
  • Р. Князев,
  • Н. Трифонова,
  • А. Рябченко,
  • М. Котова,
  • А. Колпаков,
  • Л. Поляков
Р. Князев
Научно-исследовательский институт биохимии, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины», Новосибирск, Российская Федерация
Bio
Н. Трифонова
Научно-исследовательский институт биохимии, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины», Новосибирск, Российская Федерация
А. Рябченко
Научно-исследовательский институт биохимии, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины», Новосибирск, Российская Федерация
М. Котова
Научно-исследовательский институт биохимии, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины», Новосибирск, Российская Федерация
А. Колпаков
Научно-исследовательский институт биохимии, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины», Новосибирск, Российская Федерация; ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск, Российская Федерация
Л. Поляков
Научно-исследовательский институт биохимии, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины», Новосибирск, Российская Федерация
DOI: https://doi.org/10.21688/1681-3472-2018-4-88-94

Опубликован 29.12.2018

Ключевые слова

  • изолированное сердце,
  • инотропный препарат,
  • кардиотоническое действие,
  • рекомбинантный аполипопротеин А-I

Как цитировать

Князев, Р., Трифонова, Н., Рябченко, А., Котова, М., Колпаков, А., & Поляков, Л. (2018). Исследование влияния рекомбинантного аполипопротеина А-I на работу сердечной мышцы в эксперименте. Патология кровообращения и кардиохирургия, 22(4), 88–94. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2018-4-88-94

Copyright (c) 2018 Князев Р. А., Трифонова Н. В., Рябченко А. В., Котова М. В., Колпаков А. Р., Поляков Л. М.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Аннотация

Введение. Ранее установлено, что липопротеины высокой плотности плазмы крови крыс увеличивают частоту и силу сокращения изолированного сердца крысы. На этой модели основной белковый компонент липопротеинов высокой плотности аполипопротеин А-I, выделенный из плазмы крови человека, увеличивал силу сокращений сердца, мало влияя на частоту. Разработанная в НИИ биохимии методика получения рекомбинантного аполипопротеина А-I позволяет значительно расширить исследования кардиотропных свойств данного белка.

Цель. Изучить влияние рекомбинантного аполипопротеина А-I на показатели работоспособности изолированного сердца крысы, сравнив его с действием нативного аполипопротеина А-I.

Методы. Эксперименты проведены на крысах-самцах Вистар массой 250–300 г. Изолированные сердца крыс перфузировали ретроградно по стандартной методике с регистрацией изоволюмического давления в левом желудочке. Рекомбинантный аполипопротеин А-I человека был получен в клетках E. coli в виде химерного полипептида, с последующим превращением белка в зрелую форму рекомбинантного аполипопротеина А-I.

Результаты. Показано, что рекомбинантный аполипопротеин А-I в концентрации 20 мкг/мл вызывал стабильное повышение давления в левом желудочке, при этом величина коронарного потока и частота сердечных сокращений менялись незначительно. Максимальный инотропный эффект был зарегистрирован на 20 мин от начала перфузии и составил 147,5% относительно контрольных значений. Установлено, что в присутствии рекомбинантного аполипопротеина А-I увеличивалась максимальная скорость сокращения левого желудочка. При этом временной отрезок диастолы имел тенденцию к увеличению и был больше, по сравнению с исходными данными, на 10-й и 20-й мин перфузии.

Выводы. Полученные результаты позволяют сделать вывод о функциональной аналогии кардиотонического действия рекомбинантного аполипопротеина А-I по сравнению с его нативной формой. Однако механизм реализации инотропного эффекта требует дальнейшего изучения.

Поступила в редакцию 3 сентября 2018 г. Исправлена 8 октября 2018 г. Принята к печати 11 октября 2018 г.

Финансирование
Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликтов интересов.

Вклад авторов
Концепция и дизайн работы: А.Р. Колпаков, Р.А. Князев
Сбор и анализ данных: Н.В. Трифонова, А.В. Рябченко, М.В. Котова
Статистическая обработка данных: Р.А. Князев
Написание статьи: Р.А. Князев
Исправление статьи: А.Р. Колпаков, Л.М. Поляков
Утверждение окончательного варианта статьи: Р.А. Князев, Н.В. Трифонова, А.В. Рябченко, М.В. Котова, А.Р. Колпаков, Л.М. Поляков

PDF

Библиографические ссылки

  1. Rone M. B., Fan J., Papadopoulos V. Cholesterol transport in steroid biosynthesis: Role of protein-protein interactions and implications in disease states. Biochim Biophys Acta. 2009;1791(7):646-58. PMID: 19286473; PMCID: PMC2757135. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2009.03.001
  2. Панин Л.Е., Белоногова Ж.И., Князев Р.А., Чешенко И.О. Влияние кортизола в комплексе с липопротеинами очень низкой плотности на развитие гепатомы НА-1 и карциномы Эрлиха. Сибирский онкологический журнал. 2013;(3):43-46. Режим доступа: https://www.siboncoj.ru/jour/article/view/129 [Panin L.E., Belonogova Zh.I., Knyazev R.A., Cheshenko I.O. The effect of cortisol in combination with very low density lipoproteins on the development of hepatoma HA-1 and Ehrlich carcinoma. Siberian Journal of Oncology. 2013;(3):43-46. (In Russ.)]
  3. Poitout V., Robertson R. P. Minireview. Secondary betacell failure in type 2 diabetes. A convergence of glucotoxicity and lipotoxicity. Endocrinology. 2002;143(2):339-42. PMID: 11796484. https://doi.org/10.1210/endo.143.2.8623
  4. Gomaraschi M., Calabresi L., Rossoni G., Gomaraschi M., Calabresi L., Rossoni G., Iametti S., Franceschini G., Stonik J.A., Remaley A.T. Anti-inflammatory and cardioprotective activities of synthetic high-density lipoprotein containing apolipoprotein A-I mimetic peptides. J Pharmacol Exp Ther. 2008;324(2):776-83. PMID: 18042829. https://doi.org/10.1124/jpet.107.129411
  5. Franciscis S., Metzinger L., Serra R. The discovery of novel genomic, transcriptomic, and proteomic biomarkers in cardiovascular and peripheral vascular disease: the state of the art. BioMed Research International. 2016;(2016):1-10. http://dx.doi.org/10.1155/2016/7829174
  6. Majek P., Pecankova K., Maly M., Oravec M., Riedel T., Dyr J.E. N-Glycosylation of apolipoprotein A-I in cardiovascular diseases. Transl Res. 2015;165(2):360-2. PMID: 25262938. https://doi.org/10.1016/j.trsl.2014.09.003
  7. Панин Л.Е., Колпаков А.Р., Князев Р.А., Цирельников Н.И. Кардиотонические свойства липопротеинов высокой плотности. Атеросклероз. 2013;9(2):5-10. Режим доступа: http://sibran.ru/journals/issue.php?ID=153352&ARTICLE_ID=153353 [Panin L.E., Kolpakov A.R., Knyazev R.A., Tsirelnikov N.I. Cardiotonic properties of high density lipoproteins. Ateroskleroz. 2013;9(2):5-10. (In Russ.) Available from: http://sibran.ru/en/journals/issue.php?ID=153352&ARTICLE_ID=153353]
  8. Колпаков А.Р., Князев Р.А., Трифонова Н.В., Поляков Л.М. Кардиотонические свойства аполипопротеина А-I человека. Атеросклероз. 2015;11(4):20-24. Режим доступа: http://sibran.ru/journals/issue.php?ID=165756&ARTICLE_ID=166335 [Kolpakov A.R., Knyazev R.A., Trifonova N.V., Polyakov L.M. The Cardiotonic properties of human apolipoprotein A-I. Ateroskleroz. 2015;11(4):20-24. (In Russ.) Available from: http://sibran.ru/en/journals/issue.php?ID=165756&ARTICLE_ID=166335]
  9. Uehara Y., Chiesa G., Saku K. High-density lipoprotein-targeted therapy and apolipoprotein A-I mimetic peptides. Circ J. 2015;79(12):2523-8. PMID: 26548857. https://doi.org/10.1253/circj.CJ-15-0960
  10. Arciello A., De Marco N., Del Giudice R., Guglielmi F., Pucci P., Relini A., Piccoli R. Insights into the fate of the N‐terminal amyloidogenic polypeptide of ApoA‐I in cultured target cells. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 2011;15(12):2652-63. PMID: 21306558; PMCID: PMC4373434. https://doi.org/10.1111/j.1582-4934.2011.01271.x
  11. Капелько В.И., Лакомкин В.Л., Коновалова Г.Г., Цыпленкова В.Г., Тихазе А.К., Ланкин В.З. Острое и пролонгированное действие адриамицина на сократительную функцию и антиоксидантный статус миокарда. Кардиология. 2010;50(12):45-51. [Kapelko V.I., Lakomkin V.L., Konovalova G.G., Tsyplenkova V.G., Tikhaze A.K., Lankin V.Z. Acute and prolonged action of adriamycin on the contractile function and antioxidant status of the myocardium. Cardiology. 2010;50(12):45-51. (In Russ.)]
  12. Ryabchenko A.V., Kotova M.V., Tverdohleb N.V., Knyazev R.A., Polyakov L.M. Production and analysis of biological properties of recombinant human apolipoprotein A-I. Bull Exp Biol Med. 2015;160(1):129-33. PMID: 26612626. https://doi.org/10.1007/s10517-015-3113-4
  13. Kono M., Tanaka T., Tanaka M., Vedhachalam C., Chetty P.S., Nguyen D., Dhanasekaran P., Lund-Katz S., Phillips M.C., Saito H. Disruption of the C-terminal helix by single amino acid deletion is directly responsible for impaired cholesterol efflux ability of apolipoprotein A-I Nichinan. J Lipid Res. 2010;51(4):809-818. PMCID: PMC2842158; PMID: 19805625. https://doi.org/10.1194/jlr.M002113
  14. Petrlova J., Dalla-Riva J., Mörgelin M., Lindahl M., Krupinska E., Stenkula K.G., Voss J.C., Lagerstedt J.O. Secondary structure changes in ApoA-I Milano (R173C) are not accompanied by a decrease in protein stability or solubility. PloS One. 2014;9(4):е96150. PMID: 24755625; PMCID: PMC3995965. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0096150
  15. Speidl W.S., Cimmino G., Ibanez B., Elmariah S., Hutter R., Garcia M.J., Fuster V., Goldman M.E., Badimon J.J. Recombinant apolipoprotein A-I Milano rapidly reverses aortic valve stenosis and decreases leaflet inflammation in an experimental rabbit model. Eur Heart J. 2010;31(16):2049-57. PMID: 20304838. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehq064
  16. Nissen S.E., Tsunoda T., Tuzcu E.M., Schoenhagen P., Cooper C.J., Yasin M., Eaton G.M., Lauer M.A., Sheldon W.S., Grines C.L., Halpern S., Crowe T., Blankenship J.C., Kerensky R. Effect of recombinant ApoA-I Milano on coronary atherosclerosis in patients with acute coronary syndromes: a randomized controlled trial. JAMA. 2003;290(17):2292-300. PMID: 14600188. https://doi.org/10.1001/jama.290.17.2292
  17. Frank P.G., Marcel Y.L. Apolipoprotein A-I: structure–function relationships. J Lipid Res. 2000;41(6):853-872. PMID: 10828078
  18. Schoner W., Scheiner-Bobis G. Endogenous and exogenous cardiac glycosides and their mechanisms of action. Am J Cardiovasc Drugs. 2007;7(3):173-189. PMID: 17610345. https://doi.org/10.2165/00129784-200707030-00004
  19. Schisler J., Lang Ch., Willis M., editors. Endocrinology of the heart in health and disease. Edition integrated, cellular, and molecular endocrinology of the heart. 1st ed. Elsevier. 2016; pp. 41-58.
  20. Панин Л.Е. Биохимические механизмы стресса. Новосибирск: Наука; 1983. 234 с. [Panin L.E. Biochemical mechanisms of stress. Novosibirsk: Science Publ.; 1983. 234 p. (In Russ.)]