Журнал клинического питания и метаболизма

Клиническое питание 2017: Влияние различных концентраций магния на экспрессию гена NF-κB в эндотелиальных клетках пупочной вены человека (HUVEC) – Лухайн Альмоуса - Ноттингемский университет

Лухайн Альмоуса, А.М. Солтер и С.К. Лэнгли-Эванс

Магний обладает противовоспалительным и антиоксидантным действием, а также играет защитную роль в активации иммунных клеток организма. Кроме того, магний усиливает эндотелиальную функцию и подавляет атеросклероз. Воспаление является фактором риска прогрессирования атеросклероза и может быть опосредовано активацией ядерного фактора каппа легкой цепи активированных В-клеток (NF-κB), которая играет ключевую роль в развитии воспаления, поскольку, когда NF-κB переходит в ядро ​​и связывается с промоторными областями, он инициирует транскрипцию многих воспалительных медиаторов. В ответ на воспаление NF-κB усиливает транскрипцию молекулы межклеточной адгезии-1 (ICAM-1), молекулы адгезии сосудистых клеток-1 (VCAM1) и воспалительных цитокинов, которые способствуют трансмиграции лейкоцитов из просвета кровеносных сосудов через барьер эндотелиальных клеток в субэндотелиальное пространство. В этом исследовании мы определили влияние различных концентраций магния на экспрессию NF-κB. HUVEC культивировали при различных концентрациях MgSO4: 0,1 мм, 5 мм и сравнивали с физиологической циркулирующей концентрацией. Экспрессию NF-κB определяли на уровне мРНК с помощью количественной ПЦР в реальном времени. Значительно повышенная экспрессия NF-κB наблюдалась в клетках с дефицитом магния (0,1 мм), которые стимулировались липополисахаридом 0,5 мкг в течение 4 часов (34%, P=0,032). Более того, наблюдалось заметное подавление экспрессии NF-κB в обработанных магнием (5 мм), стимулированных ЛПС HUVEC (31%, P=0,048) относительно физиологической концентрации 1 мм. Эти данные показывают, что магний обратно пропорционален экспрессии NF-κB, который вызывает повышенную экспрессию воспалительного фенотипа в эндотелиальных клетках и связан с патогенезом многих сердечно-сосудистых заболеваний.

Мы исследовали влияние берберина на апоптоз, вызванный липополисахаридом, в эндотелиальных клетках пупочной вены человека и молекулярные механизмы, опосредующие этот эффект. Влияние берберина на апоптоз и жизнеспособность клеток, вызванных ЛПС, измеряли с помощью окрашивания 5-этинил-2-дезоксиуридином, проточной цитометрии и анализов Cell Counting Kit-8. Экспрессия и/или активация проапоптотических и антиапоптотических белков или сигнальных путей, включая каспазу-3, полимеразу, миелоидный клеточный лейкоз-1, митоген-активируемую протеинкиназу p38, N-концевую киназу C-Jun и внеклеточную сигнально-регулируемую киназу, определяли с помощью вестерн-блоттинга. Уровни малонового диальдегида, активность супероксиддисмутазы и продукцию провоспалительных цитокинов измеряли с помощью иммуноферментного анализа. Результаты показали, что предварительная обработка берберином защищала HUVEC от апоптоза, вызванного ЛПС, ослабляла вызванное ЛПС повреждение, ингибировала вызванное ЛПС фосфорилирование JNK, увеличивала экспрессию MCL-1 и активность SOD, а также снижала выработку провоспалительных цитокинов. Эффекты берберина на обработанные ЛПС HUVEC предотвращались SP600125, специфичным ингибитором JNK. Таким образом, берберин может быть потенциальным кандидатом для лечения сосудистых заболеваний, связанных с повреждением эндотелиальных клеток. Эндотелиальные клетки, которые действуют как селективный барьер между тканью и кровью, играют потенциальную роль в контроле воспалительных реакций, иммунитета и гомеостаза. Для поддержания нормальной функции органов и сосудистого гомеостаза целостность эндотелиальной выстилки имеет решающее значение. Дисфункция и/или повреждение EC могут нарушить целостность эндотелиальной выстилки и впоследствии привести к сосудистому заболеванию. Дисфункция и/или повреждение EC, которые обычно опосредованы липополисахаридом, являются осложнениями сепсиса, который считается основной причиной ряда заболеваний, включая сахарный диабет, атеросклероз и тромбоз. Поэтому считается, что агенты, защищающие сосудистый эндотелий от повреждения и/или дисфункции, снижают частоту сердечно-сосудистых заболеваний. Поскольку ЛПС является неотъемлемой частью внешней мембраны грамотрицательных бактерий, он считается триггером повреждения EC и связанных с ним синдромов. In vitro стимуляция ЛПС изменяет множество функций EC, включая жизнеспособность, апоптоз, высвобождение малонового диальдегида (МДА) и синтез фактора некроза опухоли- (ФНО-) и интерлейкина- (ИЛ-) 6. Все больше доказательств свидетельствуют о том, что окислительный стресс, вызванный стимуляцией ЛПС, может привести к апоптозу или гибели EC. В эндотелиальных клетках окислительный стресс запускает различные пути передачи сигналов, которые связаны с выживанием клеток и апоптозом, вызывает повреждение клеточных мембран и структуры ДНК, а также влияет на представителей семейства митоген-активируемых протеинкиназ (МАРК) и биологические процессы в клетке, которые регулируются МАР-киназой, такие как апоптоз, дифференцировка и рост клеток.Предыдущие исследования показали, что в ответ на стимуляцию ЛПС активируются три подсемейства MAPK, включая N-концевую киназу c-Jun (JNK), киназу p38 MAP (p38) и киназу, регулируемую внеклеточным сигналом.