velikost textu

Solubilní endoglin a jeho role v patogenezi endotelové dysfunkce

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:
Solubilní endoglin a jeho role v patogenezi endotelové dysfunkce
Název v angličtině:
Soluble endoglin role in the pathogenesis of endothelial dysfunction
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Barbora Vitverová
Školitel:
Doc. PharmDr. Petr Nachtigal, Ph.D.
Oponenti:
doc. MUDr. Michal Vrablík, Ph.D.
PharmDr. Přemysl Mladěnka, Ph.D.
Id práce:
169435
Fakulta:
Farmaceutická fakulta v Hradci Králové (FaF)
Pracoviště:
Katedra biologických a lékařských věd (16-16150)
Program studia:
Farmakologie a toxikologie (P0916D080009)
Obor studia:
Farmakologie a toxikologie (DFX19)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
18. 10. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Abstrakt Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra biologických a lékařských věd Kandidát: Mgr. Barbora Vitverová Školitel: prof. PharmDr. Petr Nachtigal, Ph.D. Název disertační práce: Solubilní endoglin a jeho role v patogenezi endotelové dysfunkce Endotel je hlavním regulátorem cévní homeostázy a vykazuje řadu vasoprotektivních účinků, mezi něž patří produkce vasodilatačně působících substancí, potlačení růstu buněk hladké svaloviny či inhibice zánětlivých odpovědí. Většina těchto účinků je zprostředkována oxidem dusnatým (NO), nejúčinnějším endogenním vasodilatátorem. Pokles v produkci či aktivitě NO vede k narušení endotel dependentní vasodilatace, což je charakteristický rys endotelové dysfunkce. Endotelová dysfunkce je prvním a zásadním krokem v rozvoji aterosklerózy a lze ji v cévách detekovat ještě před strukturálními změnami cévní stěny. Ateroskleróza je komplexní zánětlivé onemocnění, jež je podkladem mnoha kardiovaskulárních onemocnění, zejména ischemické choroby srdeční, a tvoří tak hlavní příčinu morbidity a mortality ve vyspělých zemích. Lékem volby v terapii aterosklerózy, potažmo ischemické choroby srdeční, jsou statiny, které prokazatelně snižují hladiny LDL cholesterolu a svými pleiotropními účinky příznivě modulují funkci endotelu. Pro studium aterosklerózy se v současné době nejčastěji využívají myší modely. Především díky snadným genetickým manipulacím a dietárním zásahům lze v relativně krátkodobém časovém horizontu docílit aterosklerotických změn. Tyto změny jsou detekovatelné na morfologické i funkční úrovni. Jednu ze zásadních rolí v tomto procesu má signalizační kaskáda transformujícího růstového faktoru ϐ (TGFϐ). Hlavním tématem publikací v této souhrnné disertační práci byla úloha tkáňového endoglinu (TGFϐ receptor III, Eng), jeho solubilní formy a dalších členů TGFϐ signalizační kaskády v rozvoji endotelové dysfunkce u vybraných myších modelů aterosklerózy. Role solubilní formy Eng (sEng) v tomto patologickém procesu byla hlavním předmětem zkoumání, jelikož zvýšené hladiny sEng byly detekovány u pacientů s hypercholesterolémií, aterosklerózou, arteriální hypertenzí a diabetem mellitem II. typu. Pro objasnění role sEng v rozvoji endotelové dysfunkce jsme použili transgenní myší model s vysokou hladinou lidského sEng v plazmě (Sol-Eng+ high) a jako kontrolní skupinu jejich sourozence s nízkou hladinou lidského sEng v plazmě (Sol-Eng+ low). Myším byla podávána vysokotuková dieta pro navození hypercholesterolémie, a tedy simulace patofyziologického podkladu u pacientů s aterosklerózou v klinické praxi. Výsledky studie prokázaly, že vysoké hladiny sEng v kombinaci s mírnou hypercholesterolémií rozvíjí fenotyp endotelové dysfunkce charakterizovaný signifikantně zhoršenou schopností aorty vasokonstrikce i vazodilatace u Sol-Eng+ high skupiny. Kombinace vysokých hladin sEng a hypercholesterolémie také vedla ke snížení exprese všech členů Eng/Smad 2/3/eNOS signalizační kaskády v aortě, což vedlo k narušení eNOS dependentní vasodilatace a následně k rozvoji endotelové dysfunkce. Další studie byla zaměřena na časný rozvoj endotelové dysfunkce v aortě a ověření hypotézy, zda tento patologický jev je doprovázen změnami v expresi tkáňového Eng za současné změny hladin sEng a rozvoje zánětlivé odpovědi. Pro tuto studii byly použity apolipoprotein E/LDL receptor deficientní myší samice (ApoE-/-/LDLR-/-) ve věku 2 měsíců a jako kontrolní skupina C57BL/6J myší samice téhož věku. Myši byly krmeny standardní dietou, jelikož se očekával spontánní rozvoj hypercholesterolémie u ApoE-/-/LDLR-/- skupiny. Výsledky studie potvrzují, že hypercholesterolémie je doprovázena vysokými hladinami sEng, zánětlivou odpovědí a narušením metabolismu NO. Dále ze studie vyplývá, že hypercholesterolémie vede ke snížené expresi tkáňového Eng a všech členů jeho signalizace, což vede k rozvoji endotelové dysfunkce v aortě ApoE-/-/LDLR-/- skupiny. Úloha sEng jakožto potenciálního induktoru endotelové dysfunkce, který přispívá k rozvoji hypertenze, byla zkoumána i na úrovni srdce. Pro tuto studii byl opět použit transgenní myší model (Sol-Eng+ high and Sol-Eng+ low skupina). Myším byla podávána standardní, nebo vysokotuková dieta. Cílem bylo zjistit, zda zvýšené hladiny sEng vyvolají změny na úrovni TGFϐ signalizační kaskády (Eng, Smad proteiny), na úrovni exprese markerů reflektujících remodelaci srdce (PDGF, Co11A1) a také markerů zánětu (VCAM-1, ICAM-1). Výsledky studie neprokázaly signifikantní vliv zvýšených hladin sEng na morfologickou strukturu (fibrózní a degenerativní změny kardiomyocytů), rozvoj zánětu či ovlivnění exprese členů TGFϐ signalizace. Výsledky studií pomohly objasnit roli obou forem endoglinu v rozvoji endotelové dysfunkce. Snížená exprese tkáňového Eng doprovází rozvoj endotelové dysfunkce v myší aortě. Lze také konstatovat, že vysoké hladiny sEng mohou být považovány za rizikový faktor rozvoje kardiovaskulárních onemocnění.
Abstract v angličtině:
Abstract Charles University, Faculty of Pharmacy in Hradec Kralove Department of Biological and Medical Sciences Candidate: Msc. Barbora Vitverova Supervisor: prof. PharmDr. Petr Nachtigal, Ph.D. Title of Doctoral Thesis: Soluble endoglin role in the pathogenesis of endothelial dysfunction The endothelium is a major regulator of vascular homeostasis and exerts a number of vasoprotective effects, including production of vasodilating agents, suppression of smooth muscle cell growth, or inhibition of inflammatory responses. Most of these effects are mediated by nitric oxide (NO), the most effective endogenous vasodilator. Decreased NO production or its activity is a hallmark of endothelial dysfunction leading to an impaired endothelial-dependent vasodilation. Endothelial dysfunction is the first and key step in the development of atherosclerosis and can be detected before structural changes in the vessel wall. Atherosclerosis is a complex inflammatory disease underlying many cardiovascular disorders including ischemic heart disease and represents the major cause of morbidity and mortality in developed countries. Statins are drugs of choice in the treatment of atherosclerosis and ischemic heart disease, which have been shown to reduce LDL cholesterol levels and modulate endothelial function with their pleiotropic effects. Mouse models are currently the most commonly used animal model in the field of atherosclerosis research. Atherosclerotic changes can be achieved in a relatively short time frame, especially due to easy genetic manipulations and dietary interventions. These changes are detectable at both morphological and functional levels. Signaling pathway of transforming growth factor ϐ (TGFϐ) has one of the most significant roles during these processes. The role of membrane endoglin (TGFϐ receptor III, Eng), its soluble form and other members of TGFϐ signaling pathway in the development of endothelial dysfunction in selected mouse models of atherosclerosis, was the key topic of manuscripts in this summary dissertation thesis. The main objective of this thesis was focused on the role of soluble endoglin (sEng) in the pathogenesis of endothelial dysfunction, especially because of increased sEng levels were detected in patients with hypercholesterolemia, atherosclerosis, arterial hypertension, and type II diabetes mellitus. To determine the role of sEng in the development of endothelial dysfunction, we used transgenic mouse model with high levels of human sEng in plasma (Sol-Eng+ high) and their age matched littermates with low plasma levels of human sEng (Sol-Eng+ low) as a control group. Both groups were fed high fat diet to induce hypercholesterolemia and thus simulate the pathophysiological basis in patients with atherosclerosis in clinical practice. Study results showed, that increased sEng levels combined with mild hypercholesterolemia develop endothelial dysfunction like phenotype characterized by significantly impaired vasodilation and vasoconstriction in aortas of Sol-Eng+ high mice. Combination of increased sEng levels and hypercholesterolemia led to decreased expression of all members Eng/Smad 2/3/eNOS signaling in aorta resulting in impaired eNOS-dependent vasodilation and the development of endothelial dysfunction. The next study was focused on the changes in membrane Eng expression and sEng levels during early development of endothelial dysfunction. We used two-month-old female apolipoprotein E and LDL receptor double deficient mice (ApoE-/-/LDLR-/-) and female C57BL/6J mice at the same age as a control group. Mice were fed chow diet and spontaneous development of hypercholesterolemia was expected in ApoE-/-/LDLR-/- group. Study outcomes demonstrated, that hypercholesterolemia is accompanied by increased sEng levels, proinflammatory state and a disruption of NO metabolism. Furthermore, the results suggest that hypercholesterolemia leads to a decrease in membrane Eng expression and all members of its signaling resulting in the development of endothelial dysfunction in ApoE-/-/LDLR-/- group. The role of sEng as a possible inducer of endothelial dysfunction, that contributes to the development of hypertension was evaluated at the myocardial level. Transgenic mouse model expressing human sEng was used (Sol-Eng+ high and Sol-Eng+ low group). Mice were fed either chow or high fat diet. We assessed the hypothesis that increased sEng levels may result in expression changes in TGFϐ signaling (Eng, Smad proteins), in expression of markers reflecting heart remodeling (PDGF, Co11A1), and inflammatory markers (VCAM-1, ICAM-1). Study results did not demonstrate the significant impact of increased sEng levels on morphological structure of myocardium (profibrotic and degenerative cardiomyocyte changes), development of inflammation or influence of TGFϐ signaling. The results of the studies helped to clarify the role of both forms of endoglin in the development of endothelial dysfunction. Decreased membrane Eng expression accompanies the development of endothelial dysfunction in mouse aorta. It can be also concluded, that increased sEng levels can be considered as a risk factor of cardiovascular disease development.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Barbora Vitverová 1.2 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Barbora Vitverová 11.34 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Barbora Vitverová 125 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Barbora Vitverová 116 kB
Stáhnout Posudek vedoucího Doc. PharmDr. Petr Nachtigal, Ph.D. 83 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. MUDr. Michal Vrablík, Ph.D. 569 kB
Stáhnout Posudek oponenta PharmDr. Přemysl Mladěnka, Ph.D. 159 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby Prof.PharmDr. František Štaud, Ph.D. 155 kB