Анализ гендерно-возрастных закономерностей развития атеросклероза аорты и липидно-кальциевого поражения створок аортального клапана сердца у гиперлипидемических мышей

Каноныкина А.Ю. Кондратьев Е.А. Тюрина А.Е. Морозова А.Г. Изотова Е.С. Богданов Л.А. Шишкова Д.К. Кутихин А.Г.

Журнал: Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины @cardiotomsk

Рубрика: Экспериментальные исследования

Статья в выпуске: 3 т.41, 2026 года.

Бесплатный доступ

Введение. Разработка фармакологических вмешательств, на-правленных на замедление ремоделирования створок, требует надежных доклинических моделей, отражающих начальные стадии поражения АК. Для эффективного проведения эндотелиопротективных и антиатеросклеротических вмешательств на гиперлипидемических (в частности, ApoE–/–) мышах необходимо определение оптимальных пола и возраста, при которых развивается стабильное атеросклеротическое поражение аорты и липидно-кальциевое поражение аортального клапана (АК). Цель: проанализировать гендерно-возрастные закономерности развития липидного поражения аорты и липидного и кальциевого поражения АК у ApoE–/– мышей. Материал и методы. В исследование было включено 100 ApoE–/– мышей – по 20 мышей (10 самцов и 10 самок) в возрасте 1, 3, 6, 12 и 18 мес. В качестве биоматериала для патоморфологического анализа были использованы аорты и содержащие АК сегменты левого желудочка. Результаты. Липидное поражение аорты ApoE–/– мышей детектировалось в возрасте от 6 мес., когда медианная доля пораженной липидами площади аорты у самцов составляла 0,90% (0,00–1,4), у самок – 1,47% (0,76–1,89%), p = 0,35. К 12-месячному возрасту данный показатель у самцов возрастал до 29,80% (19,22–33,42%), у самок – до 16,41% (13,18–19,50%), p = 0,001. Липидное поражение створок АК у ApoE–/– мышей детектировалось, начиная с 1-месячного возраста (у самцов медианная доля пораженной липидами площади створок АК составляла 0,76% (0,14–1,54%), у самок – 1,07% (0,90–1,69%), p = 0,27 и далее прогрессировало в 3-месячном возрасте у самцов – до 2,95% (1,11–7,64%), у самок – до 7,15% (4,19–9,48%), p = 0,14; в 6-месячном возрасте у самцов – до 8,04% (5,68–13,89%), у самок – до 5,70% (4,63–10,21%), p = 0,31; в 12-месячном возрасте у самцов – до 15,58% (12,27–21,44%), у самок – до 8,95% (7,52–10,02%), p = 0,002). До 6 мес. у ApoE–/– мышей отмечали лишь единичные очаги кальцификации. В 12-месячном возрасте медианная доля кальциевого поражения створок АК у самцов составила 4,87% (3,27–9,19%), у самок – 5,76% (2,96–9,26%), p = 0,91. Увеличение площади и интенсивности окрашивания ализариновым красным сопровождалось ростом площади липидного поражения аорты (r = 0,736 и r = 0,708 соответственно). Заключение. Липидное поражение аорты у ApoE–/– мышей детектируется после 6-месячного возраста и стабилизируется к 12-месячному возрасту. Липидное поражение створок АК у ApoE–/– мышей обоих полов обнаруживается уже в возрасте от 1 до 3 мес., прогрессирует к 6-месячному возрасту и стабилизируется к 12-месячному возрасту. Липидное поражение аорты и АК в 12-месячном возрасте более выражено у самцов. Очаги минерализации створок АК у ApoE–/– мышей начинают формироваться в возрасте 6 мес. со стабилизацией кальцификации к 12-месячному возрасту. Корреляция липидного поражения аорты и кальциевого поражения створок АК указывает на патогенетический параллелизм данных процессов у ApoE–/– мышей.

гиперлипидемические мыши \ пол \ возраст \ атеросклероз \ липидное поражение \ кальцификация \ аорта \ аортальный клапан

Короткий адрес: https://sciup.org/149152134

IDS: 149152134   |   УДК: 616.126.52-003.84+616.13-004.6]-055.1/.3-053-092.9   |   DOI: 10.29001/2073-8552-2026-41-3-173-181

Analysis of gender and age-related patterns of lipid and calcium deposition in aortas and aortic valve leaflets of hyperlipidemic mice

Background. Efficient implementation of endothelial-protective and anti-atherosclerotic interventions in hyperlipidemic (including ApoE–/– mice requires the identification of the optimal experimental parameters (sex and age) for the stable detection of aortic atherosclerosis as well as lipid and calcium deposition in the aortic valve. Aim: To analyze gender and age-related patterns of lipid deposition in the aorta and lipid and calcific lesions of the aortic valve in ApoE–/– mice. Material and Methods. The study included 100 ApoE–/– mice: 20 mice (10 males and 10 females) at each of the following ages: 1, 3, 6, 12, and 18 months. Aortas and left ventricle segments with the aortic valve (AV) were used as for histopathological analysis. Results. Lipid deposition in the aorta of ApoE–/– mice was first detected at 6 months of age, whilst the median proportion of lipid-positive aortic area was 0.90% (IQR: 0.00–1.44%) in males and 1.47% (IQR: 0.76–1.89%, p = 0.35) in females. By 12 months of age, median proportion of lipid-positive aortic area in the aorta increased to 29.80% (IQR: 19.22–33.42%) in males and 16.41% (IQR: 13.18–19.50%, p = 0.001) in females. Lipid deposition in the AV leaflets was detected starting from 1 month of age (median lipid-positive area: 0.76% [IQR: 0.14–1.54%] in males and 1.07% [IQR: 0.90–1.69%], p = 0.27 in females) and progressively increased (at 3 months: 2.95% [IQR: 1.11–7.64%] in males vs. 7.15% [IQR: 4.19–9.48%], p = 0.14 in females; at 6 months: 8.04% [IQR: 5.68–13.89%] in males vs. 5.70% [IQR: 4.63–10.21%], p = 0.31 in females; at 12 months: 15.58% [IQR: 12.27–21.44%] in males vs. 8.95% [IQR: 7.52–10.02%], p = 0.002 in females). Up to 6 months, only sporadic calcification foci were observed in ApoE–/– mice. At 12 months, the median proportion of calcified AV leaflet area was 4.87% (IQR: 3.27–9.19%) in males and 5.76% (IQR: 2.96–9.26%, p = 0.91) in females. The increase in both the area and intensity of Alizarin Red staining correlated with the extent of lipid deposition in the aorta (r = 0.736 and r = 0.708, respectively). Conclusion. Aortic lipid lesions in ApoE–/– mice are consistently detectable after 6 months of age and stabilizes by 12 months. Lipid lesions in the AV leaflets of ApoE–/– mice of both sexes is detectable as early as 1–3 months, progresses until 6 months, and stabilizes by 12 months. At 12 months, lipid lesions of both the aorta and AV are more pronounced in males than in females. Mineralization foci of AV leaflets begin to develop at approximately 6 months of age, with stabilization of calcification by 12 months. The strong correlation between lipid deposition in the aorta and calcium deposition in the AV leaflets suggests a pathogenetic parallelism of these processes within the circulatory system of ApoE–/– mice. These findings indicate that ApoE–/– mice can be optimally withdrawn from experiments between 9 and 12 months of age.

Текст научной статьи Анализ гендерно-возрастных закономерностей развития атеросклероза аорты и липидно-кальциевого поражения створок аортального клапана сердца у гиперлипидемических мышей

Финансирование: работа выполнена при поддержке комплексной программы фундаментальных научных исследований СО РАН в рамках фундаментальной темы НИИ КПССЗ № 0419-2024-0001 «Разработка новых фармакологических подходов к экспериментальной терапии атеросклероза, технологий серийного производства реактивов и расходных материалов для изучения физиологии и патофизиологии сердечно-сосудистой системы и программного обеспечения на основе искусственного интеллекта для автоматизированной диагностики патологий системы кровообращения и автоматизированного расчета сердечно-сосудистого риска» при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках национального проекта «Наука и университеты», Соответствие принципам этики: протокол исследования и сбор биоматериала от лабораторных животных были одобрены локальным этическим комитетом НИИ КПССЗ (протокол заседания № 5 от 10.04.2023 г.). Исследование было выполнено в соответствии с принципами Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 1986) и с Директивой 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского союза по охране животных, используемых в научных целях (согласно рекомендациям Объединения специалистов по работе с лабораторными животными Rus-LASA). Для цитирования: Каноныкина А.Ю., Кондратьев Е.А., Тюрина А.Е., Морозова А.Г., Изотова Е.С., Богданов Л.А., Шишкова Д.К., Кутихин А.Г. Анализ гендерно-возрастных закономерностей развития атеросклероза аорты и липидно-кальциевого поражения створок аортального клапана сердца у гиперлипидемических мышей. Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2026;41(3):173–181.

Наиболее частым возраст-ассоциированным приобретенным пороком сердца является стеноз аортального клапана (АК), который сопровождается его кальцификацией и коррелирует с выраженностью атеросклеротического поражения сосудов [1]. Дегенеративные изменения АК, включающие его инфильтрацию липидами и иммунными клетками, фибротическое утолщение и формирование очагов минерализации, представляют собой многоэтапный и длительно развивающийся патологический процесс. Липидное и кальциевое поражение АК сопровождается снижением эластичности и подвижности его створок в сочетании с увеличением их жесткости, что снижает эффективность функционирования АК и в конечном счете приводит к его дисфункции [2]. На ранних стадиях поражение клапанов обусловлено дисфункцией эндотелия, отложением липидов, окислительным стрессом и патологической активацией клапанных интерстициальных клеток, синтезирующих избыточное количество компонентов внеклеточного матрикса и подвергающихся остеохондрогенной дифференцировке [3].

Несмотря на то, что клинически выраженный аортальный стеноз выявляется преимущественно у лиц старших возрастных групп [4], субклиническое поражение створок АК развивается значительно раньше и остается практически неизученным из-за отсутствия доступного биоматериала и ограниченных возможностей визуализации in vivo [5]. Наряду с возрастом существенный вклад в развитие данного патологического процесса вносят традиционные факторы сердечно-сосудистого риска – гиперлипидемия, ожирение, метаболический синдром, сахарный диабет и хроническая болезнь почек [2, 3]. Накопление липидов и появление микрокальцификатов отражают начальные, потенциально обратимые этапы патогенеза, и рассматриваются в качестве критически важных точек приложения для фармакопрофилактики кальцинирующего стеноза АК [2, 3].

Разработка фармакологических вмешательств, направленных на замедление ремоделирования створок, требует надежных доклинических моделей, отражающих начальные стадии поражения АК. Большинство доступных животных моделей ориентированы на воспроизведение выраженной кальцификации и требуют сочетания тяжелых генетических модификаций, атерогенной диеты или искусственного механического повреждения створок, что ограничивает их применение при оценке профилактических вмешательств [6, 7]. В этой связи особый интерес представляют ApoE–/– мыши, у которых уже при содержании на стандартной диете развивается выраженная гиперлипидемия и атеросклеротическое поражение крупных сосудов, которое по выраженности схоже с семейной гиперхолестеринемией [6, 7]. Согласно данным литературы [6–8], у взрослых (≥ 12 мес.) ApoE–/– мышей выявляется поражение створок АК, включая инфильтрацию иммунными клетками, диффузное накопление липидов и формирование кальцификатов, что делает их перспективной моделью для воспроизведения протекающих в АК патологических процессов.

Эффективных подходов к фармакопрофилактике или фармакотерапии стеноза АК до настоящего времени разработано не было, что делает актуальным проведение доклинических и клинических исследований в данном направлении. При этом развитие атеросклероза аорты и липидного и кальциевого поражения АК происходит спон- танно, что соответствует естественному течению патологии и обеспечивает релевантность указанной животной модели для изучения механизмов раннего липидного и кальциевого поражения АК.

Цель исследования: провести анализ гендерно-возрастных закономерностей развития атеросклероза аорты и липидно-кальциевого поражения АК сердца у ApoE–/– мышей на стандартной диете. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

  • 1.    Получить биоматериал (аорты с прилежащим сегментом левого желудочка, содержащей АК) у самцов и самок ApoE–/– в возрасте 1, 3, 6, 12 и 18 мес.

  • 2.    Оценить выраженность липидного поражения аорты у ApoE–/– мышей различного пола и возраста.

  • 3.    Изучить выраженность липидного и кальциевого поражения створок АК у ApoE–/– мышей различного пола и возраста.

  • 4.    Провести корреляционный анализ между показателями липидного и кальциевого поражения аорты и АК.

Материал и методы

В исследование было включено 100 ApoE–/– мышей (50 самцов и 50 самок) – по 20 мышей (10 самцов и 10 самок) в возрасте 1 мес. (что соответствует 16-19 годам у человека), 3 мес. (что соответствует 20-34 годам у человека), 6 мес. (что соответствует 35-44 годам у человека), 12 мес. (что соответствует 60-74 годам у человека) и 18 мес. (что соответствует 75–90 годам у человека). В качестве биоматериала для патоморфологического анализа были использованы аорты с содержащими АК прилежащими сегментами левого желудочка. Уход за ApoE–/– мышами был описан нами ранее [8].

При выведении из эксперимента животным проводили анестезию с использованием смеси кислорода и изо-флурана (80489, Vetpharma Animal Health) в соотношении 1:1. После извлечения аорты ее очищали от адвентициальной оболочки и периваскулярной жировой ткани, а сердце под микроскопическим контролем (OPMI pico, Carl Zeiss) разделяли горизонтально на две половины для получения сегмента левого желудочка, содержащего АК, который впоследствии использовали для гистологического исследования. Для выявления липидного поражения аорты использовали липофильный краситель Oil Red O (23576, Sisco Research Laboratories) по описанному ранее протоколу [8]. Съемку образцов проводили с помощью стереомикроскопа (SZ51, Olympus) по принципу en face (интимой вверх).

АК отмывали в 1 мл фосфатно-солевого буфера, после чего подсушивали салфеткой и замораживали в специальной металлической форме с криогелем Tissue-Tek (4583, Electron Microscopy Sciences) при температуре -195 °C путем погружения в сосуд Дьюара с жидким азотом. Полученные замороженные блоки хранили при температуре -80 °C до этапа подготовки серийных гистологических срезов. Серийные срезы толщиной 5 мкм изготавливали с использованием криотома (CryoStar NX50, Thermo Scientific). Для оценки площади кальциевого поражения створок АК срезы окрашивали кальциотропным красителем Alizarin Red S (010043ЛР, Ленреактив) по описанному ранее протоколу [8]. Оценку площади липидного поражения створок АК проводили после окрашивания липофильным красителем Oil Red O и гематоксилином по протоколу, представленному ранее [8].

Визуализацию результатов проводили на флюоресцентном микроскопе (AxioImager.A1, Carl Zeiss) при помощи светофильтра Fs09 – LP515 и объективов EC-Plan-NEOFLUAR 10x/0,3 Ph1 (Carl Zeiss) и EC-Plan-NEOFLUAR 20x/0,5 Ph2 (Carl Zeiss) с последующей световой микроскопией на этом же микроскопе. Выбор данного светофильтра был обусловлен его способностью детектировать характерное для окрашивания липидов красителем Oil Red O и окрашивания очагов кальцификации красителем Alizarin Red S флюоресцентное свечение с высокой чувствительностью и наибольшей среди других светофильтров специфичностью. Полуколичественный анализ площади липидного и кальциевого поражения выполняли в программе ImageJ (National Institutes of Health) посредством бинаризации соответствующих флюоресцентных изображений.

Статистический анализ выполняли с использованием программы GraphPad Prism 8 (GraphPad Software). Вследствие относительно небольшого размера выборки ( n = 10 мышей в каждой группе) в качестве описательных характеристик количественных показателей использовали в основном медианы и межквартильные диапазоны, Ме ( Q1–Q3 ). Доля пораженной липидами площади аорты у самцов в 12-месячном и 18-месячном возрасте представлена средним значением и стандартным отклонением, М±SD . Анализ различий количественных показателей между самцами и самками в каждой возрастной группе проводили по критерию Манна – Уитни. Корреляционные связи между выраженностью липидного поражения и кальцификации в общей группе оценивали с помощью коэффициента корреляции Спирмена. Критический уровень значимости составлял p = 0,05.

Результаты

Независимо от пола мышей в возрасте 1 мес. и 3 мес. не было выявлено липидного поражения аорты (рис. 1). В возрасте 6 мес. медианная доля пораженной липидами площади аорты (то есть положительно окрашенной липофильным красителем Oil Red O площади) у самцов составила 0,90% (0,00–1,44%), у самок – 1,47% (0,76–1,89%), p = 0,35. К 12-месячному возрасту медиана данного показателя у самцов возросла до 29,80% (19,22–33,42%), у самок – до 16,41% (13,18–19,50%), p = 0,001. К 18-месячному возрасту липидное поражение аорты у самцов стабилизировалось. Медианная доля пораженной липидами площади аорты составила лишь 23,47% (15,58–44,82%), а у самок увеличилась до 20,35% (15,50–28,34%), p = 0,63 (см. рис. 1).

Следует отметить, что средняя доля пораженной липидами площади аорты у самцов в 12-месячном и 18-месячном возрасте составила 27,90 ± 7,44 и 28,24 ± 17,55% соответственно, а у самок в 12-месячном и 18-месячном возрасте – 16,60 ± 5,04 и 22,46 ± 9,83% соответственно. Таким образом, стабильность липидного поражения в 12-месячном возрасте была выше, чем в 18-месячном. Полученные данные указывают на объективно слабое развитие атеросклероза аорты у ApoE–/– мышей до 6-месячного возраста и на его активное прогрессирование в возрасте от 6 до 12 мес., а также свидетельствуют о существенно большей выраженности липидного поражения аорты у самцов ApoE–/– мышей в сравнении с самками в 12-месячном возрасте.

Для сопоставления атерогенеза в аорте и АК был проведен сравнительный анализ липидного поражения

Динамика липидного поражения аорт самок и самцов разных возрастов

Возраст мышей, месяцы

■■ Самцы Ж Самки

Рис. 1. Сравнительный анализ липидного поражения аорты у ApoE–/– мышей различного пола (самцы, самки) и возраста (1, 3, 6, 12 и 18 мес.). Слева – результаты полуколичественного анализа площади липидного поражения по U-критерию Манна – Уитни после бинаризации стереомикроско-пических изображений аорты. Значения p представлены над соответствующими сравнениями. Синие столбики – самцы; красные столбики – самки. Справа – репрезентативные стереомикроскопические изображения аорт самцов и самок ApoE–/– мышей в возрасте от 1 до 18 мес. после окрашивания цельных рассеченных макропрепаратов аорты липофильным красителем масляным красным (Oil Red O)

Fig. 1. Comperative analysis of aortic lipid lesions in ApoE–/– mice of different sexes (males, females) and ages (1, 3, 6, 12, and 18 months). Left: a semi-quantitative analysis of the lipid leisions after the image binarization, Mann – Whitney U-test, p values are indicated above the corresponding comparisons, blue and red bars represent males and females, respectively. Right: representative stereomicroscopy images of the aortas from male and female ApoE–/– mice (1, 3, 6, 12, and 18 months of age) after en face Oil Red O staining створок АК у ApoE–/– мышей различного пола в каждой возрастной группе. Медианная доля пораженных липидами створок АК в 1-месячном возрасте у самцов составила 0,76% (0,14–1,54%), у самок – 1,07% (0,90–1,69%), p = 0,27 (рис. 2). К 3-месячному возрасту отмечалось выраженное прогрессирование липидного поражения АК с увеличением медианной доли пораженных липидами створок у самцов до 2,95% (1,11–7,64%), а у самок до 7,15% (4,19–9,48%), p = 0,14. К 6-месячному возрасту у самцов наблюдалось дальнейшее увеличение накопления липидов в АК с повышением медианы вышеуказанного показателя до 8,04% (5,68–13,89%), а у самок – 5,70% (4,63–10,21%), p = 0,31. К 12-месячному возрасту медианная доля пораженных липидами створок АК у самцов увеличивалась до 15,58% (12,27–21,44%), у самок – до 8,95% (7,52–10,02%), со статистически значимым различием между самцами и самками (p = 0,002, см. рис. 2).

По аналогии с липидным поражением аорты, к 18-месячному возрасту медианная доля липидного поражения в случае с АК стабилизировалась и составила у самцов 14,30% (8,40–20,42%), у самок – 6,57% (4,01–13,90%), (p = 0,14; см. рис. 2). Таким образом, липидное поражение АК начинало прогрессировать уже в возрасте от 1 до 3 мес. В совокупности эти данные также указывали на стабилизацию липидного поражения АК к 12-месячному возрасту, концептуально подтверждая результаты по анализу возрастных закономерностей липидного поражения аорты. Как и в случае с липидным поражением аорты, в 12-месячном и 18-месячном возрасте выраженность липидного поражения АК у самцов ApoE–/– мышей была существенно (также практически двукратно) выше, чем у самок. Сопоставимость результатов, полученных разными методами (окрашивание цельных рассеченных макропрепаратов в случае с анализом липидного поражения аорты и окрашивание криосрезов АК при оценке липидного поражения АК), указывала на техническую валидность полученных результатов.

Поскольку липидное поражение створок АК предшествует развитию его кальциевого поражения, далее был проведен сравнительный анализ выраженности кальцификации створок АК у мышей различного возраста. В 1-месячном и 3-месячном возрасте очагов кальцификации у ApoE–/– мышей не фиксировали, в 6-месячном возрасте отмечали лишь единичные очаги кальцификации (рис. 3). В 12-месячном возрасте медианная доля кальциевого поражения створок АК у самцов составила 4,87% (3,27–9,19%), у самок – 5,76% (2,96–9,26%), p = 0,91, также не имея тенденции к увеличению в 18-месячном возрасте. Таким образом, кальциевое поражение АК развивалось позже, чем липидное – в возрасте от 6 до 12 мес. (липидное – в возрасте от 1 до 3 мес.), что соответствует классическим представлениям о патофизиологии кальцинирующего аортального стеноза.

Для оценки патогенетических связей между липидным поражением аорты и липидно-кальциевым поражением АК в общей группе мышей был выполнен корреляционный анализ, техническая валидность которого была подтверждена прямой и сильной корреляционной связью интенсивности кальцификации АК с площадью положительного окрашивания ализариновым красным ( n = 100, r = 0,936; таблица). Увеличение площади и интенсивности окрашивания АК ализариновым красным сопрово-

Рис. 2. Сравнительный анализ липидного поражения створок аортального клапана у ApoE–/– мышей различного пола (самцы, самки) и возраста (1, 3, 6, 12 и 18 мес.). Слева – результаты полуколичественного анализа площади липидного поражения по U-критерию Манна – Уитни после бинаризации флюоресцентно-микроскопических изображений аортального клапана. Значения p представлены над соответствующими сравнениями. Синие столбики – самцы; красные столбики – самки. Справа – репрезентативные парные микроскопические изображения (световая и эпифлюоресцентная микроскопия) створок аортального клапана самцов и самок ApoE–/– мышей в возрасте от 1 до 18 месяцев после окрашивания липофильным красителем масляным красным (Oil Red O)

Fig. 2. Comparative anlysis of aortic valve leaflet lipid lesions in ApoE–/– mice of different sexes (males, females) and ages (1, 3, 6, 12, and 18 months). Left: a semi-quantitative analysis of the lipid lesions after the image binarization, Mann – Whitney U-test, p values are indicated above the corresponding comparisons, blue and red bars represent males and females, respectively. Right: pairwise representative microscopy images (light and epifluorescence microscopy) of aortic valve leaflets from male and female ApoE–/– mice (1, 3, 6, 12, and 18 months of age) after Oil Red O staining

Рис. 3. Сравнительный анализ кальциевого поражения створок аортального клапана у ApoE–/– мышей различного пола (самцы, самки) и возраста (1, 3, 6, 12 и 18 мес.). Слева – результаты полуколичественного анализа площади липидного поражения по U-критерию Манна – Уитни после бинаризации флюоресцентно-микроскопических изображений аортального клапана. Значения p представлены над соответствующими сравнениями. Синие столбики – самцы; красные столбики – самки. Справа – репрезентативные парные микроскопические изображения (световая и эпифлюоресцентная микроскопия) створок аортального клапана самцов и самок ApoE–/– мышей в возрасте от 1 до 18 мес. после окрашивания ализариновым красным (Alizarin Red S)

Fig. 3. Comparative analysis of aortic valve leaflet calcium lesions in ApoE–/– mice of different sexes (males, females) and ages (1, 3, 6, 12, and 18 months). Left: a semi-quantitative analysis of lipid lesion area using the Mann–Whitney U test after binarization of fluorescent microscopic images of the aortic valve. P-values are presented above the corresponding comparisons. Blue bars represent males; red bars represent females. On the right are representative paired microscopic images (light and epifluorescence microscopy) of aortic valve leaflets from male and female ApoE–/– mice aged 1 to 18 months after staining with Alizarin Red S

ждалось ростом площади липидного поражения аорты ( n = 100, r = 0,736 и r = 0,708), что указывает на патогенетический параллелизм кальциевого и липидного поражения элементов системы кровообращения у ApoE–/– мышей.

Обсуждение

Обязательным предварительным этапом разработки новых антиатеросклеротических и эндотелиопротектив-ных вмешательств является доклиническое тестирова- ние их эффективности и безопасности. Поскольку гипер/ дислипидемия является наиболее распространенным нарушением метаболизма у пациентов с болезнями системы кровообращения и наблюдается приблизительно у половины лиц трудоспособного возраста [9], не имеющих иных патологий, подходящей моделью для такого тестирования являются гиперлипидемические мыши. Наиболее распространенными моделями гиперлипидемических мышей являются линии ApoE–/– и Ldlr–/–, с рождения характеризующиеся дислипидемией вследствие необратимых нарушений утилизации атерогенных фракций липопротеинов [7, 10]. Модель ApoE–/– мышей используется приблизительно в 4-5 раз чаще, чем модель Ldlr–/– мышей (по количеству соответствующих запросов в базе данных PubMed – 2 306 ответов по запросу «ApoE-knockout» против 183 ответов по запросу «Ldlr-knockout», 1 492 ответа по запросу «ApoE-deficient» против 259 ответов по запросу «Ldlr-deficient», 594 ответа по запросу «ApoE-KO» против 138 ответов по запросу «Ldlr-KO»). ApoE–/– мыши, в отличие от Ldlr–/– мышей, также содержатся не менее чем в пяти научно-исследовательских центрах Российской Федерации. По аналогии с организмом человека, дислипидемия у ApoE–/– мышей приводит к развитию атеросклероза (оцениваемого по накоплению липидов в аорте как наиболее крупном и доступном для исследования сосуде), а также к липидному поражению АК, испытывающему наиболее высокую гемодинамическую нагрузку в сравнении с другими клапанами сердца [11].

В то же время до настоящего времени не было проведено сочетанного анализа выраженности накопления липидов в аорте и АК ApoE–/– мышей с увеличением их возраста (в том числе в зависимости от их пола), так как большинство исследований ограничивались изучением липидного поражения аорты и не использовали в качестве объекта исследования АК [12]. Вероятнее всего, это связано с относительной простотой хирургического извлечения аорты в сравнении с отделением сегмента левого желудочка, содержащего АК – данная процедура требует использования нейрохирургического микроскопа и технически является более сложной.

Кроме того, для анализа липидного поражения аорты необходимо провести лишь окрашивание ее цельного препарата Oil Red O и стереомикроскопию, в то время как анализ липидного поражения АК требует моментальной заморозки в криосреде, серийной криотомии, окрашивания Oil Red O и съемки на эпифлюоресцентном микроскопе для последующей бинаризации изображения и по-луколичественного анализа.

Отличием данного исследования от других является именно сочетанный и сравнительный анализ аорты и АК в сочетании с включением в исследование ApoE–/– мышей различного пола и возраста (с 1 до 18 мес.).

Проведенное исследование выявило, что липидное поражение аорты начинало развиваться с 6-месячного возраста и полностью стабилизировалось к 12-месячному возрасту. В АК признаки липидного поражения наблюдались уже в 1-месячном возрасте (возраст, на котором подтверждается ApoE–/– генотип) с последующим постепенным прогрессированием, развитием выраженного липидного поражения (≥ 7% положительно окрашиваемой Oil Red O площади АК) к 6-месячному возрасту и стабилизацией к 12-месячному возрасту. Независимо от элемента системы кровообращения объем липидного поражения у самцов был выше, чем у самок. Следует отметить, что все попытки серийной криотомии АК мышей с ApoE+/+ и ApoE+/– генотипом закончились неудачей вследствие их недостаточной жесткости. Вероятно, именно постоянно прогрессирующее липидное поражение и фибротическое утолщение отличает АК ApoE–/– мышей от такового у ApoE+/+ и ApoE+/– мышей и предоставляет возможность осуществления их криотомии из-за патологической жесткости. Несмотря на сложность диагностики функциональных показателей стеноза АК и ограниченность его характеризации у ApoE–/– мышей [13], ухудшение гемодинамических характеристик створок АК вследствие липидного поражения, фибротического утолщения и кальцификации является практически неминуемым [14]. В соответствии с представлениями о патогенезе кальцинирующего аортального стеноза [2, 3], минерализация створок АК развивалась в возрасте от 6 до 12 мес., то есть на фоне липидного поражения. Корреляционный анализ выявил прямую и сильную корреляционную связь (r>0,7) между степенью кальциевого поражения створок АК и выраженностью липидного поражения аорты, что свидетельствует о патогенетическом параллелизме липидного и кальциевого поражения элементов системы кровообращения у ApoE–/– мышей.

К ограничениям исследования можно в первую очередь отнести относительно малый размер выборки ( n = 10 в каждой из экспериментальных групп), естественным образом лимитирующий мощность статистических выводов исследования. Данное ограничение было вызвано объективной сложностью набора более 100 генно-модифицированных ( ApoE–/– ) гиперлипидемических животных в исследование с учетом необходимости их получения при скрещивании, генотипирования и последующего содержания до определенного возраста.

Таблица . Корреляционный анализ полуколичественных характеристик липидного и кальциевого поражения аортального клапана (процент положительно окрашенной площади и интенсивность окрашивания) и аорты у ApoE–/– мышей. Приведены значения коэффициента корреляции Спирмена Table . Correlation analysis of semi-quantitative characteristics of aortic valve lipid and calcium lesions (proportion of positively stained area and staining intensity) and aorta in ApoE–/– mice. Spearman correlation coefficients are presented

Параметры

% липидного поражения в аорте

% липидного поражения в АК

Интенсивность липидного поражения в АК

% кальциевого поражения в АК

Интенсивность кальциевого поражения в АК

% липидного поражения в аорте

1,000

0,398

-0,254

0,736

0,708

% липидного поражения в АК

0,398

1,000

0,021

0,437

0,488

Интенсивность липидного поражения в АК

-0,254

0,021

1,000

-0,391

-0,360

% кальциевого поражения в АК

0,736

0,437

-0,391

1,000

0,936

Интенсивность кальциевого поражения в АК

0,708

0,488

-0,360

0,936

1,000

Сопоставляя закономерности развития атеросклероза аорты и липидно-кальциевого поражения АК, полученные на ApoE–/– мышах, с выявленными закономерностями у пациентов с кальцинирующим аортальным стенозом, следует отметить, что 1-месячный возраст ApoE–/– мышей у человека соответствует 16–19 годам, 3-месячный – 20– 34 годам, 6-месячный – 35–44 годам, 9-месячный – 4559 годам, 12-месячный – 60–74 годам, 18-месячный –75– 90 годам (в соответствии с фактической продолжительностью жизни ApoE–/– мышей и классификацией возраста человека, принятой Всемирной организацией здравоохранения). У человека кальцинирующий аортальный стеноз встречается у 2–3% пациентов в возрасте 65 лет [15] и у 10–15% в возрасте 75 лет [16], а медианный возраст развития данной патологии составляет 68 лет [17]. При этом очаги кальцификации в АК в возрасте 65 лет встречаются у 30–35% [18], а в возрасте 75 лет – у 40–60% пациентов [19]. Последние исследования также отмечают тенденцию к повышению распространенности кальцинирующего аортального стеноза у пациентов в возрасте от 65 до 75 лет [1, 4, 15, 16], причем некоторые авторы прогнозируют удвоение количества данных случаев до 2050 г. [15] или даже до 2040 г. [16]. На основании приведенных эпидемиологических данных и распространенности дислипидемии в возрасте старше 60 лет [9, 20] можно заключить, что выявленные в данном исследовании закономерности развития липидного и кальциевого поражения АК у ApoE–/– мышей соответствуют таковым в текущем эпидемиологическом сценарии у человека.

Заключение

Мы установили, что липидное поражение аорты у ApoE–/– мышей стабильно детектируется после 6-месячного возраста и стабилизируется к 12-месячному возрасту. Липидное поражение створок АК у ApoE–/– мышей обоих полов гистологически обнаруживается уже в возрасте от 1 до 3 мес., выраженно прогрессирует к 6-месячному возрасту и стабилизируется к 12-месячному возрасту. Показано, что липидное поражение аорты и АК в 12-месячном возрасте более выражено у самцов, чем у самок. Очаги минерализации створок АК у ApoE–/– мышей начинают формироваться в возрасте 6 мес. со стабилизацией кальцификации к 12-месячному возрасту. Прямая и сильная корреляционная связь между степенью липидного поражения аорты и степенью кальциевого поражения створок АК указывает на патогенетический параллелизм липидного и кальциевого поражения элементов системы кровообращения у ApoE–/– мышей.

Сопоставляя полученные результаты с эпидемиологическими данными различных стран, мы можем считать ApoE–/– мышей на стандартной диете релевантной животной моделью для изучения аортального стеноза. Также мы получили подтверждение, что для данных целей целесообразно использовать преимущественно самцов, выводя ApoE–/– мышей из эксперимента в возрасте от 9 до 12 мес. Это позволит уменьшить соответствующие временные, трудовые и финансовые затраты и ускорить проведение доклинических испытаний антиатеросклеро-тических и антикальцифицирующих фармакологических вмешательств.

Декларация ИИ . В процессе подготовки рукописи авторы не использовали генеративные технологии искусственного интеллекта.