Блог

Jun 11, 2023

Аутофагия

Объем BMC Medicine

BMC Medicine, том 21, Номер статьи: 186 (2023) Цитировать эту статью

687 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Роль аутофагии и связанных с аутофагией генов при заболеваниях периферических артерий (ЗПА) остается неизвестной и может иметь диагностическое и прогностическое значение. Цель этого исследования — изучить взаимосвязь между аутофагией и ЗПА и выявить потенциальные диагностические или прогностические биомаркеры для медицинской практики.

Дифференциально экспрессируемые гены, связанные с аутофагией при ЗПА, были исследованы на GSE57691 и подтверждены участниками нашего реестра WalkByLab с помощью количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени (qRT-PCR). Уровень аутофагии в мононуклеарных клетках периферической крови (РВМС) участников WalkByLab оценивали путем анализа белков-маркеров аутофагии (беклин-1, P62, LC3B). Анализ обогащения набора генов в одном образце (ssGSEA) использовался для оценки иммунного микроокружения в стенке артерии пациентов с ЗПА и здоровых людей. Для оценки хемокинов в плазме участников использовали массив антител к хемокинам и иммуноферментный анализ. Тестирование на беговой дорожке по протоколу Гарднера использовалось для оценки способности участников ходить. Регистрировали расстояние безболезненной ходьбы, максимальное расстояние ходьбы и время ходьбы. Наконец, была построена модель номограммы, основанная на логистической регрессии, для прогнозирования нарушений способности ходить.

Всего было идентифицировано 20 соответствующих генов, связанных с аутофагией, и было подтверждено, что эти гены экспрессируются на низких уровнях у наших участников с ЗПА. Вестерн-блоттинг продемонстрировал, что экспрессия белков-маркеров аутофагии beclin-1 и LC3BII значительно снижается в РВМС пациентов с ЗПА. ssGSEA показало, что большинство генов, связанных с аутофагией, тесно коррелируют с иммунной функцией, причем наибольшее количество связанных генов демонстрирует взаимодействие между цитокинами и цитокиновыми рецепторами (CCR). В этом контексте онкоген, связанный с ростом хемокинов (GRO), и белок, активирующий нейтрофилы 2 (NAP2), высоко экспрессируются в плазме пациентов с ЗПА WalkByLab и значительно отрицательно коррелируют с расстоянием ходьбы, оцененным с помощью теста на беговой дорожке Гарднера. Наконец, уровень NAP2 в плазме (AUC: 0,743) и производная модель номограммы (AUC: 0,860) обладают сильным прогностическим потенциалом для выявления плохой способности ходить.

В целом, эти данные подчеркивают важную роль аутофагии и связанных с аутофагией генов при ЗПА и связывают их с сосудистым воспалением (экспрессией хемокинов). В частности, хемокин NAP2 стал новым биомаркером, который можно использовать для прогнозирования нарушения способности ходьбы у пациентов с ЗПА.

Отчеты экспертной оценки

Атеросклероз артерий, снабжающих ноги, обычно называют заболеванием периферических артерий нижних конечностей (ЗПА). ЗПА является распространенным заболеванием и третьей по значимости причиной атеросклеротической сердечно-сосудистой заболеваемости после ишемической болезни сердца (ИБС) и инсульта [1]. Оно может проявляться в виде перемежающейся хромоты при ходьбе или, в наиболее тяжелой форме, критической ишемии конечностей. Ишемия конечностей определяется как хроническая ишемическая боль в покое, язвы или гангрена нижних конечностей, которая является основной причиной ампутации конечностей и предвестником сердечно-сосудистой смертности при ЗПА [1, 2]. Возраст, употребление табака, диабет, гипертония, гиперхолестеринемия и малоподвижный образ жизни являются основными факторами риска ЗПА [3].

Аутофагия — это процесс клеточной переработки в ответ на различные стрессоры (например, окислительный стресс, гипоксию и голодание). Он участвует в нескольких фундаментальных биологических процессах, включая старение, иммунитет, развитие, онкогенез, сосудистые заболевания, гибель и дифференцировку клеток [4, 5]. В сердечно-сосудистой системе аутофагия является ключевым регулятором гомеостаза, реагируя на физиологические и патофизиологические стимулы. Хотя рециркуляция клеточных органелл обычно рассматривается как полезный процесс, недостаточный и чрезмерный уровень аутофагии может привести к преждевременной гибели клеток (апоптозу) [6]. На сегодняшний день появляется все больше доказательств того, что базальная аутофагия играет важную роль в защите эндотелиальных клеток и гладкомышечных клеток от гибели клеток и развития сосудистых заболеваний, особенно сердечной недостаточности и атеросклероза [5, 7]. Текущие исследования показывают, что аутофагия также является фундаментальным процессом сердечно-сосудистого гомеостаза, здоровья и старения [8]. Насколько нам известно, несмотря на защитную роль аутофагии при различных заболеваниях, ее роль в сосудистой системе плохо изучена и совершенно неизвестна в контексте ЗПА [9]. Изучение и выявление потенциальных генов, связанных с аутофагией, и уровня аутофагии при ЗПА, а также функциональной связи с соответствующими молекулярными процессами сосудистой патофизиологии может предоставить потенциальные биомаркеры для оценки и мониторинга риска заболевания и прогноза.