Сравнение белкового состава атеросклеротических бляшек коронарных артерий на разных стадиях развития

DOI: https://doi.org/10.29296/24999490-2021-05-09

Е.М. Стахнёва(1), И.А. Мещерякова(2), Е.А. Демидов(2), К.В. Старостин(2), Е.В. Садовский(1), С.Е. Пельтек(2), А.М. Чернявский(3), А.М. Волков(3), А.В. Кургузов(3), И.С. Мурашов(3), Ю.И. Рагино(1), 1-Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН», Российская Федеpация, 630089, Новосибирск, ул. Богаткова, 175/1; 2-ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Российская Федеpация, 630090, Новосибирск, пр. ак. Лаврентьева, 10; 3-ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр им. акад. Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Российская Федеpация, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15 Е-mail: stahneva@yandex.ru

Цель исследования. Изучить индивидуальные изменения белкового состава атеросклеротических бляшек коронарных артерий на разных стадиях развития коронарного атеросклероза. Материал и методы. Материал исследования – гомогенаты атеросклеротических бляшек коронарных артерий разных стадий развития (стабильные атеросклеротические бляшки и нестабильные атеросклеротические бляшки некротически-дистрофического типа). Разделение белков бляшек проводили методом двумерного электрофореза, снимки гелей анализировали с использованием программного обеспечения PDQuest soft ware. Количество белка определяли в относительных единицах интенсивности окрашивания белковых пятен. Идентификацию белковых фракций осуществляли по их пептидной карте масс методом MALDI. Результаты. Выявлены группы протеинов, экспрессия которых меняется более чем в 1,5 раза при сравнении трех стадий развития атеросклеротических бляшек. Идентифицировано повышение содержания белков: актинов, тубулина, тропомиозина, кератина на стадии липоидоза и фиброза в стабильной бляшке. На стадии фиброза и кальциноза стабильной атеросклеротической бляшки показано повышение концентрации белков: микрофибрил-ассоциированного гликопротеина 4, мимекана, аннексина А5 и пероксиредоксина-2. Стадия нестабильной бляшки некротически-дистрофического типа характеризуется высоким содержанием сывороточного альбумина, фибриногена, сывороточного амилоида (P-компонент) и виментина. Заключение. Выявлены возможные закономерности изменения белкового состава атеросклеротических бляшек коронарных артерий на трех разных этапах их развития при сравнении индивидуальных гелей и пулов гомогенатов атеросклеротических бляшек.
Ключевые слова: 
атеросклероз, протеомика

Список литературы: 
  1. Dubois E., Fertin M., Burdese J., Amouyel P., Bauters C., Pinet F. Cardiovascular proteomics: translational studies to develop novel biomarkers in heart failure and left ventricular remodeling. Proteomics Clin. Appl. 2011; 5 (1–2): 57–66. https://doi.org/10.1002/prca.201000056
  2. Yin X., Subramanian S., Hwang S.J., O’Donnell C.J., Fox C.S., Courchesne P., Muntendam P., Gordon N., Adourian A., Juhasz P., Larson M.G., Levy D. Protein biomarkers of new-onset cardiovascular disease: prospective study from the systems approach to biomarker research in cardiovascular disease initiative. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2014; 34 (4): 939–45. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.113.302918
  3. Liang W., Ward L.J., Karlsson H., Ljunggren S.A., Li W., Lindahl M., Yuan X.M. Distinctive proteomic profiles among different regions of human carotid plaques in men and women. Sci. Rep. 2016; 6: 26231. https://doi.org/10.1038/srep26231
  4. Malaud E., Merle D., Piquer D., Molina L., Salvetat N., Rubrecht L., Dupaty E., Galea P., Cobo S., Blanc A., Saussine M., Marty-Ané C., Albat B., Meilhac O., Rieunier F., Pouzet A., Molina F., Laune D., Fareh J. Local carotid atherosclerotic plaque proteins for the identification of circulating biomarkers in coronary patients. Atherosclerosis. 2014; 233: 551–8. http://dx.doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2013.12.019
  5. Herrington D.M., Mao C., Parker S.J., Fu Z., Yu G., Chen L., Venkatraman V., Fu Y., Wang Y., Howard T.D., Jun G., Zhao C.F., Liu Y., Saylor G., Spivia W.R., Athas G.B., Troxclair D., Hixson J.E., Vander Heide R.S., Wang Y., Van Eyk J.E. Proteomic Architecture of Human Coronary and Aortic Atherosclerosis. Circulation. 2018; 137 (25): 2741–56. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.118.034365
  6. Han Y., Zhao S., Gong Y., Hou G., Li X., Li L. Serum cyclin-dependent kinase 9 is a potential biomarker of atherosclerotic inflammation. Oncotarget. 2016; 7 (2): 1854–62. https://doi.org/10.18632/oncotarget.6443
  7. Matyushenko A.M., Koubassova N.A., Shchepkin D.V., Kopylova G.V., Nabiev S.R., Nikitina L.V., Bershitsky S.Y., Levitsky D.I., Tsaturyan A.K. The effects of cardiomyopathy-associated mutations in the head-to-tail overlap junction of α-tropomyosin on its properties and interaction with actin. Int. J. Biol. Macromol. 2019; 125: 1266–74. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.09.105
  8. Stintzing S., Ocker M., Hartner A., Amann K., Barbera L., Neureiter D. Differentiation patterning of vascular smooth muscle cells (VSMC) in atherosclerosis. Virchows Arch. 2009; 455: 171–85. https://doi.org/10.1007/s00428-009-0800-4
  9. Saavedra P., Girona J., Bosquet A., Guaita S., Canela N., Aragonès G., Heras M., Masana L. New insights into circulating FABP4: Interaction with cytokeratin 1 on endothelial cell membranes. Bioch. Biophys. Acta. 2015; 1853 (11PtA): 2966–74. https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2015.09.002
  10. Kuzuya K., Ichihara S., Suzuki Y., Inoue C., Ichihara G., Kurimoto S., Oikawa S. Proteomics analysis identified peroxiredoxin 2 involved in early-phase left ventricular impairment in hamsters with cardiomyopathy. PLoS One. 2018; 13 (2): e0192624. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0192624
  11. Waksman R., Seruys P.W. Handbook of the vulnerable plaque. London: Taylor & Francis Group, 2004; 1–48.
  12. Shah P.K. Cellular and molecular mechanisms of plaque rupture. High-risk atherosclerotic plaques: mechanisms, imaging, models, and therapy. Edited by L.M. Khachigian; New York: CRC Press, 2005; 1–19.
  13. Stakhneva E.M., Meshcheryakova I.A., Demidov E.A., Starostin K.V., Sadovski E.V., Peltek S.E., Voevoda M.I., Chernyavskii A.M., Volkov A.M., RaginoYu.I. A proteomic study of atherosclerotic plaques in men with coronary atherosclerosis. Diagnostics. 2019; 9 (4): 177. https://doi.org/10.3390/diagnostics9040177
  14. Menko A.S., Bleaken B.M., Libowitz A.A., Zhang L., Stepp M.A., Walker J.L. A central role for vimentin in regulating repair function during healing of the lens epithelium. Mol. Biol. Cell. 2014; 25 (6): 776–90. https://doi.org/10.1091/mbc.E12-12-0900
  15. Guo M., Ehrlicher A.J., Mahammad S., Fabich H., Jensen M.H., Moore J.R., Fredberg J.J., Goldman R.D., Weitz D.A. The Role of Vimentin Intermediate Filaments in Cortical and Cytoplasmic Mechanics. Biophys. J. 2013; 105 (7): 1562–8. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2013.08.037
  16. Monico A., Duarte S., Pajares M.A., Pérez-Sala D. Vimentin disruption by lipoxidation and electrophiles: Role of the cysteine residue and filament dynamics. Redox Biol. 2019; 101098. https://doi.org/10.1016/j.redox.2019.101098
  17. Hirase T., Node K. Endothelial dysfunction as a cellular mechanism for vascular failure. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2012; 302 (3): 499–505. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00325.2011
  18. Chistiakov D.A., Orekhov A.N., Bobryshev Y.V. Endothelial Barrier and Its Abnormalities in Cardiovascular Disease. Front Physiol. 2015; 6: 365. https://doi.org/10.3389/fphys.2015.00365
  19. Zhang H.J., Wang J., Liu H.F., Zhang X.N., Zhan M., Chen F.L. Overexpression of mimecan in human aortic smooth muscle cells inhibits cell proliferation and enhances apoptosis and migration. Exp. Ther. Med. 2015; 10 (1): 187–92. https://doi.org/10.3892/etm.2015.2444
  20. Seki T., Saita E., Kishimoto Y., Ibe S., Miyazaki Y., Miura K., Ohmori R., Ikegami Y., Kondo K., Momiyama Y. Low Levels of Plasma Osteoglycin in Patients with Complex Coronary Lesions. J. Atheroscler. Thromb. 2018; 25 (11): 1149–55. https://doi.org/10.5551/jat.43059
  21. Stohr R., Schurgers L., van Gorp R., Jaminon A., Marx N., Reutelingsperger C. Annexin A5 reduces early plaque formation in ApoE-/-mice. PLoS One. 2017; 12 (12): e0190229. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0190229
  22. Lee R., Fischer R., Charles P.D., Adlam D., Valli A., Di Gleria K., Kharbanda R.K., Choudhury R.P., Antoniades C., Kessler B.M., Channon K.M. A novel workflow combining plaque imaging, plaque and plasma proteomics identifies biomarkers of human coronary atherosclerotic plaque disruption. Clin. Proteomics. 2017; 14: 22. https://doi.org/10.1186/s12014-017-9157-x
  23. Nicolussi A., D’Inzeo S., Capalbo C., Giannini G., Coppa A. The role of peroxiredoxins in cancer. Mol. Clin. Oncol. 2017; 6 (2): 139–53. https://doi.org/10.3892/mco.2017.1129
  24. Rhee S.G., Woo H.A., Kil I.S., Bae S.H. Peroxiredoxin functions as a peroxidase and a regulator and sensor of local peroxides. J. Biol. Chem. 2012; 287 (7): 4403–10. https://doi.org/10.1074/jbc.R111.283432
  25. Rhee S.G., Kil I.S. Multiple Functions and Regulation of Mammalian Peroxiredoxins. Annu. Rev. Biochem. 2017; 86: 749–75. https://doi.org/10.1146/annurev-biochem-060815-014431
  26. Liu J., Su G., Gao J., Tian Y., Liu X., Zhang Z. Effects of Peroxiredoxin 2 in Neurological Disorders: A Review of its Molecular Mechanisms. Neurochem. Res. 2020; 45 (4): 720–30. https://doi.org/10.1007/s11064-020-02971-x
  27. Kato R., Hayashi M., Aiuchi T., Sawada N., Obama T., Itabe H. Temporal and spatial changes of peroxiredoxin 2 levels in aortic media at very early stages of atherosclerotic lesion formation in apoE-knockout mice. Free Radic. Biol Med. 2019; 130: 348–60. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2018.10.458
  28. Xi D., Luo T., Xiong H., Liu J., Lu H., Li M., Hou Y., Guo Z. SAP: structure, function, and its roles in immune-related diseases. Int. J. Cardiol. 2015; 187: 20–6. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2015.03.179