aterosklerozАтеросклерозAteroscleroz2078-256X2949-3633НИИТПМ-филиал ИЦиГ СО РАНateroskleroz-756Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESРанние этапы развития атеросклероза и уровень свободно циркулирующей митохондриальной ДНК крови при экспериментальной дислипопротеидемииThe early events of atherosclerosis development and the level of free circulating mitochondrial dna in blood in the experimental dyslipidemiaСудаковН. П.SudakovN. P.

Николай Петрович Судаков, канд. биол. наук, доцент, старший научный сотрудник, доцент

СО РАН

ФГБНУ «Иркутский научный центр»

664033

ул. Лермонтова, 134

664003

ул. Борцов Революции, 1

664003

ул. Карла Маркса, 1

Иркутск

SB RAS

Irkutsk Scientific Center

664033

Lermontov str., 134

664003

Bortsov Revolyutsii str., 1

664003

Karl Marks str., 1

Irkutsk

npsudakov@rambler.ruКлименковИ. В.KlimenkovI. V.

Игорь Викторович Клименков, канд. биол. наук, доцент, старший научный сотрудник, доцент

664003

ул. Карла Маркса, 1

СО РАН

ФГБУН «Лимнологический институт»

664033

ул. Улан-Баторская, 3

Иркутск

664003

Karl Marks str., 1

SB RAS

Limnological Institute

664033

Ulan-Batorskaya str., 3

Irkutsk

ПопковаТ. П.PopkovaT. P.

Татьяна Павловна Попкова, магистр

664003

ул. Карла Маркса, 1

Иркутск

664003

Karl Marks str., 1

Irkutsk

ptanp@mail.ruНикифоровС. Б.NikiforovS. B.

Сергей Борисович Никифоров, д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник

664003

ул. Борцов Революции, 1

Иркутск

664003

Bortsov Revolyutsii str., 1

Irkutsk

telomer@mail.ruГольдбергО. А.GoldbergO. A.

Олег Аронович Гольдберг, канд. мед. наук, ведущий научный сотрудник

664003

ул. Борцов Революции, 1

Иркутск

664003

Bortsov Revolyutsii str., 1

Irkutsk

ЛепеховаС. А.LepekhovaS. A.

Светлана Александровна Лепехова, д-р биол. наук, зав. отделом, главный научный сотрудник

СО РАН

ФГБНУ «Иркутский научный центр»

научный отдел экспериментальной хирургии с виварием

664033

ул. Лермонтова, 134

664003

ул. Борцов Революции, 1

Иркутск

SB RAS

Irkutsk Scientific Center

664033

Lermontov str., 134

664003

Bortsov Revolyutsii str., 1

Irkutsk

lepekhova_sa@mail.ruАпарцинК. А.ApartsinK. A.

Константин Анатольевич Апарцин, д-р мед. наук, проф., зам. директора по науке, зав.

СО РАН

ФГБНУ «Иркутский научный центр»

664033

ул. Лермонтова, 134

664003

ул. Борцов Революции, 1

Иркутск

SB RAS

Irkutsk Scientific Center

664033

Lermontov str., 134

664003

Bortsov Revolyutsii str., 1

Irkutsk

dr.apartsin@yahoo.comКатышевА. И.KatyshevA. I.

Александр Иванович Катышев, канд. биол. наук, старший научный сотрудник

СО РАН

664033

ул. Лермонтова, 132

Иркутск

664033

Irkutsk

alex@sifibr.irk.ruКонстантиновЮ. М.KonstantinovYu. M.

Юрий Михайлович Константинов, д-р биол. наук, проф., зав. лабораторией, проф.

лаборатория генетической инженерии растений 

664003

ул. Карла Маркса, 1

СО РАН

ФГБУН «Сибирский институт физиологии и биохимии растений»

664033

ул. Лермонтова, 132

Иркутск

SB RAS

Irkutsk Scientific Center

664033

Lermontov str., 134

664003

Karl Marks str., 1

664033

Lermontov str., 132

Irkutsk

yukon@sifibr.irk.ruРАН; ФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»; ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет»RAS; Irkutsk Scientific Center of Surgery and Traumatology; Irkutsk State UniversityФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет»; РАНIrkutsk State University; RASФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет»Irkutsk State UniversityФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»Irkutsk Scientific Center of Surgery and TraumatologyРАН; ФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»RAS; Irkutsk Scientific Center of Surgery and TraumatologyРАНSiberian Institute of Plant Physiology and BiochemistryФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет»; РАНRAS; Irkutsk State University; Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry2015180420221131521Copyright © Судаков Н.П., Клименков И.В., Попкова Т.П., Никифоров С.Б., Гольдберг О.А., Лепехова С.А., Апарцин К.А., Катышев А.И., Константинов Ю.М., 20222022Судаков Н.П., Клименков И.В., Попкова Т.П., Никифоров С.Б., Гольдберг О.А., Лепехова С.А., Апарцин К.А., Катышев А.И., Константинов Ю.М.Sudakov N.P., Klimenkov I.V., Popkova T.P., Nikiforov S.B., Goldberg O.A., Lepekhova S.A., Apartsin K.A., Katyshev A.I., Konstantinov Y.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ateroskleroz.elpub.ru/jour/article/view/756   Цель работы

   Цель работы: изучить показатели липидного обмена, концентрации С-реактивного белка, уровень свободно циркулирующей митохондриальной ДНК крови и атеросклеротические изменения аорты на ранних этапах экспериментальной дислипопротеидемии.

   Материал и методы

   Материал и методы. Дислипопротеидемию моделировали атерогенной диетой на кроликах породы «Шиншилла». Уровень С-реактивного белка и липидный спектр крови оценивали на анализаторе Beckmansynhron 4 (Beckmancoulter, США). Митохондриальную ДНК плазмы крови анализировали методом ПЦР в реальном времени. Поверхность аорты изучали методом сканирующей электронной микроскопии.

   Результаты

   Результаты. Установлено, что через 48 ч атерогенной диеты в крови экспериментальных животных формируется выраженный дисбаланс между фракциями холестерола и к восьмым суткам повышается в 6 раз уровень С-реактивного белка. Через 16 суток атерогенной диеты изменяется ультраструктура складок внутренней поверхности аорты. В областях отхождения артерий, на эндотелиальном слое аорты регистрируются участки с адгезией лейкоцитов, которые могут являться локусами атеросклеротических бляшек. Уровень свободно циркулирующей мтДНК имеет тенденцию к трехкратному повышению к 16 суткам наблюдения в сравнении с контролем, что предопределяет необходимость дальнейших его исследований на более поздних сроках течения дислипопротеидемии.

   Заключение

   Заключение. Установленные ранние структурные изменения аорты позволяют использовать модель атерогенной диеты для оценки ранних событий атерогенеза с уровнем свободно циркулирующей мтДНК для доклинического этапа трансляционных исследований в разработке новых технологий диагностики и профилактики атеросклероза.

   The aim of research

   The aim of research: the studying of blood lipid spectrum, C-reactive protein concentration, and free circulating mitochondrial DNA changes in the course of aorta atherosclerosis development in early steps of high-cholesterol diet in experiment.

   Material and methods

   Material and methods. Dyslipidemia was induced by high-cholesterol diet in rabbits “Chinchilla”. The C-reactive protein level and lipid spectrum was analyzed with Beckman synhron 4 multianalyzer (Beckman coulter, USA). The mitochondrial DNA level was registered by real-time PCR. The ultra structure of aorta surface was studied by scanning electron microscopy.

   Results

   Results. It was shown that in the blood of experimental animals is formed the Beckman imbalance of atherogenic and antiatherogenic cholesterol fractions (on 2 days of dyslipidemia) and iselevated the C-reactive protein level (on the 8 days). Concurrently, on the 16 days of study, we registered the leucocyte adhesion on the aorta surface in the areas of connections with arteria, which could be focuses of atherosclerotic plaque development. The level of free circulating mitochondrial DNA showed the tendency to 3-fold elevation in comparing with control. However, this data predetermined the prospects of blood plasma mitochondrial DNA level studying on the more late stages of dyslipidemia.

   Conclusion

   Conclusion. In the whole, the detected complex of biochemical disturbances of blood and ultrastructural changes of aorta surface in the course of early steps of high-cholesterol diet maybe prospective model of early events of atherosclerosis for pre-clinical translational research in the development of new technologies for diagnostics, prophylaxis, and treatment of lipid metabolism disturbances and atherosclerosis.

дислипопротеидемияатеросклерозС-реактивный белоксвободно циркулирующая митохондриальная ДНКdyslipidemiaatherosclerosisC-reactive proteinfree circulating mitochondrial DNAReferencesСазонова М. А. Ассоциация мутации митохондриального генома 652insG с атеросклеротическими поражениями человека / М. А. Сазонова [и др.] // Фундаментальные науки и практика. – 2010. – № 4. – С. 168–171.Сазонова М. А. Ассоциация мутации митохондриального генома 652insG с атеросклеротическими поражениями человека / М. А. Сазонова [и др.] // Фундаментальные науки и практика. – 2010. – № 4. – С. 168–171.Vejux A., Kahn E., Ménétrier F. et al. Cytotoxic oxysterols induce caspase-independent myelin figure formation and caspase-dependent polar lipid accumulation // Histochem. Cell Biol. 2007. Vol. 127. P. 609–624.Vejux A., Kahn E., Ménétrier F. et al. Cytotoxic oxysterols induce caspase-independent myelin figure formation and caspase-dependent polar lipid accumulation // Histochem. Cell Biol. 2007. Vol. 127. P. 609–624.Gahan P. B. Biology of circulating nucleic acids and possible roles in diagnosis and treatment in diabetes and cancer // Infect. Disord. Drug Targets. 2012. Vol. 12. P. 360–370.Gahan P. B. Biology of circulating nucleic acids and possible roles in diagnosis and treatment in diabetes and cancer // Infect. Disord. Drug Targets. 2012. Vol. 12. P. 360–370.Zhang Q., Raoof M., Chen Y. et al. Circulating mitochondrial DAMPs cause inflammatory responses to injury // Nature. 2010. Vol. 464. P. 104–107.Zhang Q., Raoof M., Chen Y. et al. Circulating mitochondrial DAMPs cause inflammatory responses to injury // Nature. 2010. Vol. 464. P. 104–107.Ellinger J., Müller S. C., Wernert N. et al. Mitochondrial DNA in serum of patients with prostate cancer: a predictor of biochemical recurrence after prostatectomy // BJU Int. 2008. Vol. 102. P. 628–632.Ellinger J., Müller S. C., Wernert N. et al. Mitochondrial DNA in serum of patients with prostate cancer: a predictor of biochemical recurrence after prostatectomy // BJU Int. 2008. Vol. 102. P. 628–632.Sudakov N. P., Popkova T. P., Novikova M. A. et al. The level of blood plasma mitochondrial DNA upon acute myocardium damage in experiment // Biopolymers and Cell. 2012. Vol. 28, N 4. P. 321–324.Sudakov N. P., Popkova T. P., Novikova M. A. et al. The level of blood plasma mitochondrial DNA upon acute myocardium damage in experiment // Biopolymers and Cell. 2012. Vol. 28, N 4. P. 321–324.Nakahira K., Kyung S. Y., Rogers A. J. et al Circulating mitochondrial DNA in patients in the ICU as a marker of mortality: derivation and validation //PLoS Med. 2013. Vol. 10. e1001577.Nakahira K., Kyung S. Y., Rogers A. J. et al Circulating mitochondrial DNA in patients in the ICU as a marker of mortality: derivation and validation //PLoS Med. 2013. Vol. 10. e1001577.Liu J., Cai X., Xie L. et al Circulating Cell Free Mitochondrial DNA is a Biomarker in the Development of Coronary Heart Disease in the Patients with Type 2 Diabetes // Clin. Lab. 2015. Vol. 61. P. 661–667.Liu J., Cai X., Xie L. et al Circulating Cell Free Mitochondrial DNA is a Biomarker in the Development of Coronary Heart Disease in the Patients with Type 2 Diabetes // Clin. Lab. 2015. Vol. 61. P. 661–667.Alvarado-Vásquez N. Circulating cell-free mitochondrial DNA as the probable in ducer of early end o the lial dysfunction in the prediabetic patient // Exp. Gerontol. 2015. Vol. 69. P. 70–78.Alvarado-Vásquez N. Circulating cell-free mitochondrial DNA as the probable in ducer of early end o the lial dysfunction in the prediabetic patient // Exp. Gerontol. 2015. Vol. 69. P. 70–78.Нагорнев В. А. Атерогенез и реакция «острой фазы» печени / В. А. Нагорнев [и др.] // Архив патологии. – 1998. – № 6. – С. 62–68.Нагорнев В. А. Атерогенез и реакция «острой фазы» печени / В. А. Нагорнев [и др.] // Архив патологии. – 1998. – № 6. – С. 62–68.Chiu R. W., Chan L. Y., Lam N. Y. et al. Quantitative analysis of circulating mitochondrial DNA in plasma // Clin. Chem. 2003. Vol. 49. P. 719–726.Chiu R. W., Chan L. Y., Lam N. Y. et al. Quantitative analysis of circulating mitochondrial DNA in plasma // Clin. Chem. 2003. Vol. 49. P. 719–726.Han C. J., Liu J. T., Li M. et al. Rosiglitazone inhibits angiotensin II-induced C-reactive protein production in human aortic endothelial cells through regulating AT(1)-ROS-MAPK signal pathway // Inflamm. Res. 2012. Vol. 61. P. 1031–1037.Han C. J., Liu J. T., Li M. et al. Rosiglitazone inhibits angiotensin II-induced C-reactive protein production in human aortic endothelial cells through regulating AT(1)-ROS-MAPK signal pathway // Inflamm. Res. 2012. Vol. 61. P. 1031–1037.Cудаков Н. П. Динамика объема липидных капель клеток печени при экспериментальной дислипопротеидемии / Н. П. Судаков [и др.] // Изв. ИГУ. Сер. Биология. Экология. – 2014. – Т. 7. – С. 104–109.Cудаков Н. П. Динамика объема липидных капель клеток печени при экспериментальной дислипопротеидемии / Н. П. Судаков [и др.] // Изв. ИГУ. Сер. Биология. Экология. – 2014. – Т. 7. – С. 104–109.Herms A., Bosch M., Ariotti N. et al. Cell-to-Cell Heterogeneity in Lipid Droplets Suggests a Mechanism to Reduce Lipotoxicity // Curr. Biol. 2013. Vol. 23. P. 1489–1496.Herms A., Bosch M., Ariotti N. et al. Cell-to-Cell Heterogeneity in Lipid Droplets Suggests a Mechanism to Reduce Lipotoxicity // Curr. Biol. 2013. Vol. 23. P. 1489–1496.Судаков Н. П. Ультра- и наноструктурные нарушения митохондрий клеток печени при экспериментальной дислипопротеидемии / Н. П. Судаков [и др.] // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. – 2010. – № 5. – С. 197–201.Судаков Н. П. Ультра- и наноструктурные нарушения митохондрий клеток печени при экспериментальной дислипопротеидемии / Н. П. Судаков [и др.] // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. – 2010. – № 5. – С. 197–201.Fearon I. M. OxLDL enhances L-type Ca2+ currents via lysophosphatidylcholine-induced mitochondrial reactive oxygen species (ROS) production // Cardiovasc. Res. 2006. Vol. 69. P. 855–864.Fearon I. M. OxLDL enhances L-type Ca2+ currents via lysophosphatidylcholine-induced mitochondrial reactive oxygen species (ROS) production // Cardiovasc. Res. 2006. Vol. 69. P. 855–864.Bian F., Yang X., Zhou F. et al. CRP promotes atherosclerosis by increasing LDL transcytosis across endothelial cells // Br. J. Pharmacol. 2014. Vol. 171. P. 2671–2684.Bian F., Yang X., Zhou F. et al. CRP promotes atherosclerosis by increasing LDL transcytosis across endothelial cells // Br. J. Pharmacol. 2014. Vol. 171. P. 2671–2684.Yuan Y., Verna L. K., Wang N. P. et al. Cholesterol enrichment upregulates intercellular adhesion molecule-1 in human vascular endothelial cells // Biochim. Biophys. Acta. 2001. Vol. 1534. P. 139–148.Yuan Y., Verna L. K., Wang N. P. et al. Cholesterol enrichment upregulates intercellular adhesion molecule-1 in human vascular endothelial cells // Biochim. Biophys. Acta. 2001. Vol. 1534. P. 139–148.Liu S. J., Liu W. H., Zhong Y., Liu S. M. Glycogensynthasekinase-3β is involved in C-reactive protein-induced endothelial cell activation // Biochem. (Mosc). 2013. N 8. P. 915–919.Liu S. J., Liu W. H., Zhong Y., Liu S. M. Glycogensynthasekinase-3β is involved in C-reactive protein-induced endothelial cell activation // Biochem. (Mosc). 2013. N 8. P. 915–919.Ding Z., Liu S., Wang X., Khaidakov M., Dai Y., Mehta J. L. Oxidant stress in mitochondrial DNA damage, autophagy and inflammation in atherosclerosis // Sci. Rep. 2013. Vol. 3. P. 1077.Ding Z., Liu S., Wang X., Khaidakov M., Dai Y., Mehta J. L. Oxidant stress in mitochondrial DNA damage, autophagy and inflammation in atherosclerosis // Sci. Rep. 2013. Vol. 3. P. 1077.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.