velikost textu

Možnosti ovlivnění aterogeneze u experimentálních zvířecích modelů a endoteliálních buněk

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Možnosti ovlivnění aterogeneze u experimentálních zvířecích modelů a endoteliálních buněk
Název v angličtině:
Possibilities to Influence Atherogenesis in Experimental Animal Models and Endothelial Cells
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Zbyněk Stráský
Školitel:
Doc. PharmDr. Petr Nachtigal, Ph.D.
Oponenti:
prof. MUDr. Vladimír Bláha, CSc.
Ing. Ludmila Kazdová, CSc.
Id práce:
104337
Fakulta:
Farmaceutická fakulta v Hradci Králové (FaF)
Pracoviště:
Katedra biologických a lékařských věd (16-16150)
Program studia:
Farmacie (P5206)
Obor studia:
Farmakologie a toxikologie (DFX4)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
25. 4. 2014
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Abstrakt Univerzita Karlova v Praze Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra biologických a lékařských věd Kandidát: Mgr. Zbyněk Stráský Školitel: Doc. PharmDr. Petr Nachtigal, Ph.D. Název disertační práce: Možnosti ovlivnění aterogeneze u experimentálních zvířecích modelů a endoteliálních buněk. Tato komentovaná disertační práce se zabývá studiem Endoglinu a Spiruliny platensis v procesu aterosklerózy jak in vivo, tak in vitro zejména s ohledem na cévní endotel. Endoglin (CD 105, TGF-β receptor III, ENG) je homodimerní membránový glykoprotein, který hraje regulační úlohu v signalizaci TGFβ. Pro naše studie je zásadní vazba endoglinu a endoteliální NO-syntázy (eNOS). Endoglin zvyšuje expresi eNOS a podporuje tvorbu NO, čímž ovlivňuje funkci cévního endotelu. Změny exprese eNOS a endoglinu by tedy mohly souviset s rozvojem endoteliální dysfunkce, klíčovým krokem při aterogenezi. V našich studiích jsme sledovali vliv cholesterolu (1% cholesterolová dieta) a statinů (atorvastatin) na hladiny endoglinu u myšího modelu aterosklerózy. Studie sledující vliv cholesterolu prokázala, že hypercholesterolemie zvyšuje hladiny endoglinu v krvi a zároveň snižuje jeho expresi v aortě společně s některými protektivními markery aterosklerózy, jako jsou např. p-Smad2 a VEGF. Z dalších výsledků je patrné, že statiny zvyšují hladiny endoglinu jako i ostatních protektivních markerů aterosklerózy a zároveň snižují velikost aterosklerotických lézí, aniž by došlo k hypolipidemickému účinku. Kromě toho atorvastatin současně snižuje hladiny solubilního endoglinu, což naznačuje, že monitorování hladin endoglinu v séru může představovat slibný marker progrese nebo léčby aterosklerózy. Spirulina platensis je zeleno-modrá řasa patřící do skupiny kyanobakterií. Jde o lidský a živočišný doplněk stravy. Obsahuje proteinové komplexy s lineárními tetrapyroly zvané fykobiliproteiny složené z proteinové části (fykokyaniny) a lineárního tetrapyrolu (fykokyanobilin). Fykokyanobilin (PCB) je biliverdinový derivát, který je převeden pomocí enzymu biliverdin reduktázy na fykokyanorubin, což je substance téměř totožná ve struktuře jako bilirubin u kterého jsou známé protektivní účinky v aterogenezi. Na základě těchto informací jsme studovali vliv Spiruliny a PCB na expresi a aktivitu hemoxygenázy-1 (HMOX1, HO-1), což je klíčový enzym katabolismu hemu s výraznými ateroprotektivními vlastnostmi in vivo a in vitro. V této studii jsme in vitro na endotelových buňkách prokázali silné aktivující účinky nejen Spiruliny, ale i PCB na expresi HO-1 a také na aktivitu tohoto enzymu. Zároveň jsme po podání Spiruliny u endotelových buněk pozorovali současné zvýšení endoteliální NO syntázy a snížení exprese buněčné adhezní molekuly VCAM-1, které poskytují důkaz jejího potenciálního ateroprotektivního účinku. Tyto in vitro údaje byly potvrzeny v in vivo studiích u ApoE-deficientních myší krmených cholesterolem. Podávání Spiruliny platensis mělo za následek signifikantní zvýšení ateroprotektivní HO-1 a eNOS v aterosklerotických lézích v aortě. Zdá se, že vliv Spiruliny na indukci HO-1 je univerzální, protože jsme byli schopni jasně prokázat upregulaci HO-1 na transkripční i funkční (aktivita enzymu) úrovni ve slezině HMOX1-luc transgenních myší. Z těchto důvodů může aktivace HO-1 (spolu s přímými účinky PCB) reprezentovat zajímavý mechanismus jak podávání Spiruliny platensis může přispívat k pozitivnímu vlivu na aterosklerózu. Závěrem lze tedy konstatovat, že výsledky této disertační práce poukazují na významnou roli endoglinu v procesu aterosklerózy a to jak z hlediska jeho tkáňové exprese tak z hlediska jeho solubilní formy jako potenciálního biomarkeru aterogenního procesu. Dále lze konstatovat, že Spirulina platensis, která kromě již dříve prokázaných antioxidačních a hypolipidemických efektů, také zvyšuje expresi významného ateroprotektivního enzymu, hemoxygenázy-1, což by mohlo být využito ke kardiovaskulární protekci tohoto doplňku stravy.
Abstract v angličtině:
Abstract Charles University in Prague Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Biological and Medical Sciences Candidate: Mgr. Zbyněk Stráský Supervisor: Doc. PharmDr. Petr Nachtigal, Ph.D. Title of Doctoral Thesis: Possibilities to influence atherogenesis in experimental animal models and endothelial cells. This guided final thesis studied the Endoglin and Spirulina platensis in the process of atherosclerosis both in vivo and in vitro and their effects on specific pro- or anti-atherogenic markers, particularly with regard to the vascular endothelium. Endoglin (CD 105, TGF-β receptor III ENG) is a homodimeric membrane glycoprotein, which plays a regulatory role in TGFβ signaling. The relation between endoglin and endothelial NO synthase (eNOS) is essential for our study. Endoglin increases eNOS expression and promotes the production of NO, which affects the function of vascular endothelium. Changes in the expression of eNOS and endoglin could thus be associated with the development of endothelial dysfunction, a key step in atherogenesis. In our studies, we investigated the effects of cholesterol (1% cholesterol diet) and statins (atorvastatin) with respect to endoglin expression and soluble endoglin levels in a mouse model of atherosclerosis. Hypercholesterolemia increased levels of soluble endoglin in blood and reduced its expression in the aorta, together with some protective markers of atherosclerosis, such as p-Smad2 and VEGF. Other results showed that statins increased endoglin levels as well as other protective markers of atherosclerosis and also reduced the size of atherosclerotic lesions beyond the hypolipidemic effect. In addition, atorvastatin treatment simultaneously reduced the levels of soluble endoglin, suggesting that monitoring of endoglin levels might represents a promising marker of the progression or treatment of atherosclerosis. Spirulina platensis is a blue-green alga belonging to the group of cyanobacteria. It is a human and animal food supplement. It contains protein complexes with linear tetrapyroles called phycobiliprotein composed of protein part (fycocyanins) and linear tetrapyroles (fycocyanobilins). Fycocyanobilin (PCB) is biliverdin derivate, which is converted to fycocyanorubin by the enzyme called biliverdin reductase. This substance is nearly identical in structure as bilirubin, which is known to have protective effects on atherogenesis. Based on this information we studied the effect of Spirulina and PCB on the expression and activity of heme oxygenase-1 (HMOX1, HO-1), which is the key enzyme in the catabolism of heme with significant atheroprotective properties in vivo and in vitro. The in vitro study on endothelial cells showed a strong activating effect on the expression of HO-1 and the activity of this enzyme not only by Spirulina but also by PCB. We also observed increased levels of endothelial NO synthase and reduction of the expression of cell adhesion molecules VCAM-1 after administration of Spirulina in endothelial cells, which provide evidence of the potential atheroprotective effect. These in vitro data were confirmed in in vivo study in ApoE-deficient mice fed by cholesterol. Administration of Spirulina platensis resulted in a significant increase of atheroprotective HO-1 and eNOS in atherosclerotic lesions in the aorta. It seems that the influence of Spirulina to induce HO-1 is universal, because we were able to clearly demonstrate the upregulation of HO-1 transcription and function (enzyme activity) levels in the spleen HMOX-luc Tg mice. For these reasons, the activation of HO-1 (together with the direct effects of PCB) represents an interesting mechanism to administration of Spirulina platensis, which may contribute to the positive effects on atherosclerosis. In conclusion, we showed that tissue and soluble endoglin might play role in atherogenic process and soluble endoglin might be promising biomarker of atherogenesis and/or atherosclerosis. In addition, we demonstrated that Spirulina platensis is able to induce expression and activity of atheroprotective enzyme heme oxygenase-1, which makes it together with previously shown antioxidant and hypolipidemic effects an interesting food supplement for cardiovascular prevention.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Zbyněk Stráský 17.21 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Zbyněk Stráský 86 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Zbyněk Stráský 51 kB
Stáhnout Posudek vedoucího Doc. PharmDr. Petr Nachtigal, Ph.D. 307 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. MUDr. Vladimír Bláha, CSc. 172 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Ludmila Kazdová, CSc. 144 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby Prof.MUDr. Radomír Hrdina, CSc. 129 kB