Форма кальций-фосфатныхбионов определяет выраженность вызываемого ими проатеросклеротического сдвига профиля секретируемых эндотелиальными клетками цитокинов
Автор: Кутихин Антон Геннадьевич, Великанова Елена Анатольевна, Шишкова Дарья Кирилловна
Журнал: Евразийский кардиологический журнал @eurasian-cardiology-journal
Рубрика: Оригинальные статьи
Статья в выпуске: 4, 2017 года.
Бесплатный доступ
Цель исследования. Изучить влияние формы кальций-фос-фатных бионов (КФБ) на их эндотелиотоксичность путем оценки профиля секретируемых эндотелиальными клетками проатеросклеротических цитокинов под воздействием КФБ игольчатой формы (ИКФБ) и КФБ сферической формы (СКФБ). Материал и методы. Для экспериментов была использована культура иммортализованных венозных эндотелиальных клеток человека линии EA.hy 926, которые были рассажены в 6-луночные планшеты (3*105 клеток) с последующим: 1) добавлением через 1 ч 100 мкл СКФБ, ИКФБ или чистого фосфатно-солевого буфера (ФСБ) и дальнейшим культивированием в течение 24 ч (разреженная клеточная модель); 2) культивированием в течение 44 ч и дальнейшим добавлением 100 мкл СКФБ, ИКФБ или ФСБ с продолжением культивирования в течение 4 ч (конфлюэнтная клеточная модель). Далее в надосадке с клеточных культур (n=11 лунок на группу) методом иммуноферментного анализа измерялся уровень секретируемых клетками проатеросклеротических цитокинов (интерлейкина (IL)-1 ß, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-23, фактора некроза опухоли (TNF)-a, интерферона (IFN)-y и растворимой молекулы адгезии сосудистых клеток (sVCAM)-1). Результаты. На разреженной клеточной модели экспозиция ИКФБ существенно повышала концентрацию ряда проатеросклеротических цитокинов (IL-1 ß, IL-10, IL-12, IL-23, IFN-y) в сравнении как с экспозицией СКФБ, так и с контрольными клетками. На конфлюэнтной клеточной модели экспозиция обоим типам КФБ значительно снижала уровень секретируемых IL-1 ß, IL-10 и IFN-y, однако их концентрация при экспозиции ИКФБ была выше, чем при экспозиции СКФБ. Методы многомерного статистического анализа на обеих клеточных моделях подтвердили, что профиль секреции цитокинов под воздействием ИКФБ значимо отличен от такового под воздействием СКФБ и далек от профиля контрольных клеток. Заключение. ИКФБ вызывают увеличение выделения ряда проатеросклеротических цитокинов эндотелиальными клетками в сравнении с СКФБ, что свидетельствует о большей эндотелиотоксичности ИКФБ.
Атеросклероз, триггеры, бионы, эндотелиальные клетки, эндотелий, воспаление, цитокины, цитокино-вый профиль, интерлейкин-6, интерлейкин-8
Короткий адрес: https://sciup.org/143165133
IDR: 143165133
Shape of calcium phosphate bions defines a proatherosclerotic shift in cytokine secretion profile of endothelial cells
Study aim. To investigate whether the shape of calcium phosphate bions (CPB) affects their endothelial toxicity via evaluating the cytokine secretion profile of endothelial cells upon the exposure to either spherical or spindle-shaped CPB. Material and methods. For the experiments, we used an immortalized human vein endothelial cell line EA.hy 926. Cells were seeded into 6-well plates (3*105 cells) with the further: 1) addition of 100 |jL either spherical CPB, spindle-shaped CPB, or 1x phosphate buffered saline (PBS) upon 1 h following culture for 24 h (non-confluent cell culture); 2) culture for 44 h and subsequent addition of 100 jL either spherical CPB, spindle-shaped CPB, or PBS following culture for 4 h (confluent cell culture). Upon the collection of cell culture supernatant (n=11 wells per group), the levels of proatherosclerotic cytokines (interleukin (IL)-1ß, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-23, tumor necrosis factor (TNF)-a, interferon (IFN)-y, and soluble vascular cell adhesion molecule (sVCAM)-1) were measured utilizing an enzyme-linked immunosorbent assay. Results. In a non-confluent cell culture, exposure to spindleshaped CPB increased the secretion of several proatherosclerotic cytokines (IL-1 ß, IL-10, IL-12, IL-23, IFN-y) compared to either spherical CPB-treated or control cells. In a confluent cell culture, exposure to either of CPB types decreased the release of IL-1 ß, IL- 10, and IFN-y; however, their concentration was still higher upon the exposure to spindle-shaped CPB in comparison with exposure to spherical CPB. Discriminant analysis and principal component analysis demonstrated that the cytokine secretion profile of spindle-shaped CPB-treated endothelial cells significantly differed from those of either spherical CPB-treated or control cells. Conclusion. Spindle-shaped CPB induce the secretion of proatherosclerotic cytokines by endothelial cells compared to spherical CPB; this suggests higher endothelial toxicity of spindleshaped CPB.
Текст научной статьи Форма кальций-фосфатныхбионов определяет выраженность вызываемого ими проатеросклеротического сдвига профиля секретируемых эндотелиальными клетками цитокинов
Список литературы Форма кальций-фосфатныхбионов определяет выраженность вызываемого ими проатеросклеротического сдвига профиля секретируемых эндотелиальными клетками цитокинов
- Wu C.Y., Young L., Young D. et al. Bions: a family of biomimetic mineralo-organic complexes derived from biological fluids. PLoS One. 2013. Vol. 8. No. 9. P. e75501. doi: 10.1371/journal.pone.0075501.
- Price P.A., Thomas G.R., Pardini A.W. et al. Discovery of a high molecular weight complex of calcium, phosphate, fetuin, and matrix gamma-carboxyglutamic acid protein in the serum of etidronate-treated rats. J. Biol. Chem. 2002. Vol. 277. No. 6. P. 3926-3934 DOI: 10.1074/jbc.M106366200
- Jahnen-Dechent W., Heiss A., Schäfer C., Ketteler M. Fetuin-A regulation of calcified matrix metabolism. Circ. Res. 2011. Vol. 108. No. 12. P. 1494-1509. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.110.234260.
- Wong T.Y., Wu C.Y., Martel J. et al. Detection and characterization of mineralo-organic nanoparticles in human kidneys. Sci. Rep. 2015. Vol. 5. P. 15272. doi: 10.1038/srep15272.
- Kutikhin A.G., Velikanova E.A., Mukhamadiyarov R.A. et al. Apoptosis-mediated endothelial toxicity but not direct calcification or functional changes in anti-calcification proteins defines pathogenic effects of calcium phosphate bions. Sci. Rep. 2016. Vol. 6. P. 27255 DOI: 10.1038/srep27255
- Gimbrone M.A. Jr., Garcia-Cardena G. Endothelial Cell Dysfunction and the Pathobiology of Atherosclerosis. Circ. Res. 2016. Vol. 118. No. 4. P. 620-636. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.115.306301.
- Cahill P.A., Redmond E.M. Vascular endothelium -Gatekeeper of vessel health. Atherosclerosis. 2016. Vol. 248. P. 97-109 DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2016.03.007
- Jensen H.A., Mehta J.L. Endothelial cell dysfunction as a novel therapeutic target in atherosclerosis. Expert Rev. Cardiovasc. Ther. 2016. Vol. 14. No. 9. P. 1021-1033 DOI: 10.1080/14779072.2016.1207527
- Young J.D., Martel J., Young D. et al. Characterization of granulations of calcium and apatite in serum as pleomorphic mineralo-protein complexes and as precursors of putative nanobacteria. PLoS One. 2009. Vol. 4. No. 5. P. e5421 DOI: 10.1371/journal.pone.0005421
- Tedgui A, Mallat Z. Cytokines in atherosclerosis: pathogenic and regulatory pathways. Physiol. Rev. 2006. Vol. 86. No. 2. P. 515-581 DOI: 10.1152/physrev.00024.2005
- Kleemann R., Zadelaar S., Kooistra T. Cytokines and atherosclerosis: a comprehensive review of studies in mice. Cardiovasc. Res. 2008. Vol. 79. No. 3. P. 360-376 DOI: 10.1093/cvr/cvn120
- Ait-Oufella H., Taleb S., Mallat Z, Tedgui A. Recent advances on the role of cytokines in atherosclerosis. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2011. Vol. 31. No. 5. P. 969-979 DOI: 10.1161/ATVBAHA.110.207415
- Ramji D.P., Davies T.S. Cytokines in atherosclerosis: Key players in all stages of disease and promising therapeutic targets. Cytokine Growth Factor Rev. 2015. Vol. 26. No. 6. P. 673-685 DOI: 10.1016/j.cytogfr.2015.04.003
- Moss J.W., Ramji D.P. Cytokines: roles in atherosclerosis disease progression and potential therapeutic targets. Future Med. Chem. 2016. Vol. 8. No. 11. P. 1317-1330. doi: 10.4155/fmc-2016-0072.
- Edgell C.J., McDonald C.C., Graham J.B. Permanent cell line expressing human factor VIII-related antigen established by hybridization. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 1983. Vol. 80. No. 12. P. 3734-3737.
- Aghagolzadeh P., Bachtler M., Bijarnia R. et al. Calcification of vascular smooth muscle cells is induced by secondary calciprotein particles and enhanced by tumor necrosis factor-а. Atherosclerosis. 2016. Vol. 251. P. 404-414 DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2016.05.044
- Smith E.R., Hanssen E., McMahon L.P., Holt S.G. Fetuin-A-containing calciprotein particles reduce mineral stress in the macrophage. PLoS One. 2013. Vol. 8. No. 4. P. e60904 DOI: 10.1371/journal.pone.0060904
- Peng H.H., Wu C.Y., Young D. et al. Physicochemical and biological properties of biomimetic mineralo-protein nanoparticles formed spontaneously in biological fluids. Small. 2013. Vol. 9. No. 13. P. 2297-2307. doi: 10.1002/smll.201202270.
