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埃及基础与应用科学杂志4(2017)153完整文章富马酸二甲酯对高胆固醇血症家兔奥姆尼亚A作者声明:George S. G.放大图片作者:Shehatoua,Mona Abdel Rahimb,Mohammed S.El-Awadya,加达湾Suddekaa埃及曼苏拉曼苏拉大学药学院药理学和毒理学系b埃及曼苏拉曼苏拉大学医学院泌尿学和肾病学中心阿提奇莱因福奥文章历史记录:2017年5月22日收到2017年7月4日收到修订版,2017年2017年7月15日在线提供关键词:富马酸二甲酯炎症CETP高胆固醇血症动脉粥样硬化A B S T R A C T本研究旨在确定富马酸二甲酯(DMF)对高胆固醇血症家兔氧化应激和炎症的可能有益作用将24只新西兰雄性家兔随机分为4组:I组(对照组):接受标准兔饲料; II组(高胆固醇饮食(HCD):接受1%胆固醇强化饲料4周; III组(HCD-DMF):接受1%胆固醇强化饲料并给予DMF IV组(DMF):家兔接受标准饲料加DMF(12.5 mg/kg/天,口服),持续4周。实验结束时(第30天),采血测定血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和C反应蛋白(CRP)。取主动脉测定丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、胆固醇酯转运蛋白(CETP)mRNA的表达及内膜/中膜(I/M)比值。与对照组相比,HCD组家兔的TG、TC、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、主动脉MDA和主动脉I/M比值水平显著升高,而SOD水平显著降低此外,HCD兔表现出上调CETP的mRNA表达。DMF给药显著降低了HCD诱导的血清TC和LDL-C升高此外,DMF降低主动脉MDA水平,增加SOD水平。DMF可显著下调CETP mRNA的表达,降低I/M比值的升高。总之,本研究表明,DMF具有改善HCD诱导的血管不规则的能力可能通过其抗炎和抗氧化作用。©2017 曼 苏 拉 大 学 。 由 爱 思 唯 尔 公 司 制 作 和 主 持 这 是 一 篇 基 于 CC BY-NC-ND 许 可 证 的 开 放 获 取 文 章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。介绍高胆固醇血症是动脉粥样硬化发展和进展中最重要的危险因素之一,动脉粥样硬化是世界人口死亡的主要原因[1]。高胆固醇血症已被证明会增加活性氧(ROS)的产生,增强氧化应激。ROS与脂蛋白特别是低密度脂蛋白(LDL)反应,产生氧化LDL(ox-LDL)[2]。LDL的氧化修饰在炎症和动脉粥样硬化形成中起重要作用[3因此,抗氧化剂补充剂可能对ox-LDL介导的炎症(动脉粥样硬化的基石)具有保护作用。*通讯作者:Mansoura大学药学院药理学和毒理学系,Mansoura 35516,埃及。电子邮件地址:asilsamy@gmail.com(O.A. Nour)。富马酸二甲酯(DMF)是富马酸(FA)的一种酯,最近已被FDA批准用于治疗复发/缓解型多发性硬化症(MS),商品名为Tecfidera。目前用于治疗牛皮癣[6]。DMF在胃肠道中通过酯酶快速代谢为富马酸单甲酯(MMF),这是发挥治疗作用的主要代谢产物DMF的半衰期约为12min,而MMF 的 半 衰 期 为 36 h 。 因 此 , 在 血 流 中 未 检 出 经 口 给 药 的DMF[7]。据报告,DMF具有抗氧化作用,因为其能够增强多种抗氧化酶的表达,包括超氧化物歧化酶(SOD)、血红素加氧酶-1(HO-1)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)和过氧化氢酶(CAT),可能通过激活核因子(红细胞衍生2)样2-Nrf 2转录途径(抗氧化酶的主要调节因子)降低氧化应激[8]。除了具有抗氧化作用外,DMF还具有抗炎作用,http://dx.doi.org/10.1016/j.ejbas.2017.07.0032314- 808 X/©2017曼苏拉大学。由爱思唯尔公司制作和主持这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。可在ScienceDirect上获得目录列表埃及基础与应用科学杂志杂志主页:www.elsevier.com/locate/ejbas154O.A. Nour等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4(2017)153-159它减少炎症基因表达并增加抗炎基因表达[9因此,本研究旨在研究DMF的抗炎和抗氧化特性在预防家兔动脉粥样硬化饮食诱导的氧化应激和炎症中的作用。材料和方法材料胆 固 醇 、 DMF 和 硫 代 巴 比 妥 酸 ( TBA ) 购 自 Sigma Aldrichchemical Co.(St.Louis,MO,USA)。本研究中使用的所有其他化学品均为精细分析级。动物成年雄性新西兰白兔(NZW),平均体重1.5-2 kg,购自MansouraUniversity,Egypt泌尿学和肾脏学中心。将动物单独圈养在具有食物和水的笼中,保持在约25 ± 2 °C的温度的标准条件下,具有12小时开/关光照时间表。每周制备标准饮食颗粒(El Nasr Chemical Co.,Abou-Zaabal,Cairo,Egypt). 根据埃及曼苏拉大学药学院科学研究伦理委员会的规则处理动物。这与实验室动物护理原则(NIH出版物编号85实验方案将家兔随机分为4组,每组6只家兔,如下所示:第I组(对照),家兔接受标准家兔饲料;第II组(HCD),家兔接受1%胆固醇富集饲料,持续4周[12];第III组(HCD-DMF),家兔接受1%胆固醇富集饲料并给予DMF(12.5 mg/kg/天,经口),持续4周,根据Paget和Barnes[13,14]将剂量从大鼠转换为家兔,第IV组(DMF),家兔接受标准饲料加DMF(12.5 mg/kg/天,经口),持续4周。将DMF作为0.5%羧甲基纤维素(CMC)混悬液给予家兔对照组和HCD组在给药期间均接受0.5% CMC(1 mL/kg/天,经口)于实验结束时(第30天)耳缘静脉采血,测定血清甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和C反应蛋白(CRP)。为了获得血清,在3000g离心前使血样凝结90min。通过过量戊巴比妥钠对家兔实施安乐死,并放血进行主动脉评估。取主动脉测定丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、组织 病 理 学 检 查 、 内 膜 / 中 膜 ( I/M ) 比 值 及 胆 固 醇 酯 转 运 蛋 白(CETP)mRNA表达。血脂谱采用Allain等方法测定总胆固醇[15]而Fredrickson和同事的方法用于测定TG[16]。Finley等人的方法旨在确定-酶法测定血清HDL-C[17]。根据Friedewald及其同事描述的方法,计算低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)[18]。使用商业试剂盒(StanbioLaboratory,Boerne,Texas,USA)血清CRP采用 快速 乳胶凝 集试 验定量 测定 血清 CRP 。使 用商 业试剂 盒(Biomed Diagnostics,Badr city,Egypt)主动脉抗氧化状态评估主动脉匀浆分离、 称重并使用小 型手持式匀浆 器(Omni international,USA)在磷酸盐缓冲盐水(PBS,pH 7.4)中以10%(w/v)匀浆化所述细胞.将组织匀浆离心(1000g,4 °C,10主动脉MDA水平根据Ohkawa等人的方法,硫代巴比妥酸反应物质(TBARS)测定为MDA。浓度表示为nmol/g组织[19]。主动脉SOD活性按Marklund法测定SOD酶活性SOD活性通过SOD在碱性pH下对邻苯三酚自氧化在420 nm处测量吸光度的变化,并将活性表示为U/g组织[20]。实时定量聚合酶链反应(RT-PCR)快速分离主动脉,称重并保存在RNA Later(Qiagen,Germany)中(50-100 mg组织/1 ml RNA后)。使用TRIzol试剂(Invitrogen,USA)从主动脉组织提取总RNA。通过使用回复辅助第一链cDNA合成试剂盒(Thermo Scientific Rockford,IL,USA)将来自每个样品的1微克RNA逆转录成互补DNA(cDNA)。用Rotor Gene Q热循环仪(Qiagen,Hilden,Germany),使用HOT Firepol Evagreen qPCRmix plus试剂盒(Solis BioDyne,Tartu,Estonia)进行RT-PCR。在同一样品中,相对于GAPDH核糖体RNA (管家基因)将CETP的mRNA水平标准化。用于扩增的正义和反义引物的序列如下所示:(见表1)。结果表示为使用DDCt方法的对照组靶基因相对表达水平的n倍变化[21]。组织病理学分析在实验结束时,小心地取出胸主动脉,固定在10%中性缓冲福尔马林溶液(pH7.4)中,插入石蜡中,横向切片(5μm),表1用于扩增的有义和反义引物的序列。感反义扩增子大小GAPDHCATCATCCCTGCCTCCACTGCCTGCTTCACCACCTTCTT180CETPAGACATCGGGTGGACATTTTTCTTGTGCGTGAAGTGACC93O.A. Nour等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4(2017)153-159155HE染色。测定内膜横截面积和中膜面积,然后计算平均面积以获得I/M比。进行组织病理学评价的病理学家对研究治疗分配设盲。统计分析数据表示为平均值±平均值标准误差(SEM),其中n等于家兔数量。使用Graph pad Prism软件(GraphPad Software Inc. V4.03,San Diego,CA,USA)。P0.05时认为差异采用单因素方差分析(ANOVA)和Tukey-Kra- mer多重比较事后检验测量结果血清脂质谱四组动物的血清脂质谱见(图1a-d)。与对照组相比,补充HCD 4周导致TC、LDL-C、TG和HDL-C分别显著(P0.05;n与HCD相比,DMF给药使TC、LDL-C和HDL-C升高分别显著降低26%、34%和33%(P0.05)。然而,与HCD相比,DMF对TG无显著影响。血清CRPHCD显著升高血清CRP水平(P0.05),1.4± 0.24至11.6 ± 0.40)。与HCD组相比,DMF处理显著(P0.05)降低了CRP水平(从11.6 ± 0.40降至6.6 ± 0.40)(图2)。氧化应激与对照组相比,胆固醇喂养导致主动脉MDA水平显著(P0.05)增加321%(图3),而主动脉SOD显著降低52%(图4)。与HCD组相比,DMF处理显著(P0.05)增加了78%的SOD水平。然而,与HCD相比,DMF对MDA无显著影响。主动脉CETP表达与 对 照 组 相 比 , 慢 性 胆 固 醇 喂 养 导 致 主 动 脉 CETP 表 达 显 著(P0.05)增加17.5倍(图5)。与HCD组相比,DMF处理显著(P主动脉的组织学分析对照组兔主动脉HE&染色显示主动脉壁正常,无脂肪沉积,内皮完整。 6 a)。HCD组可见间断的内皮细胞,内皮下有增厚的泡沫细胞层(图6b)。DMF处理兔的主动脉显示图1.富马酸二甲酯(DMF,12.5 mg/kg/天)对高胆固醇血症家兔血脂谱的影响。(a)总胆固醇(TC),(b)低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),(c)甘油三酯(TG)和(d)高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)。数值表示每组6只家兔的平均值± SEM使用单因素ANOVA随后Tukey-Kramer多重比较检验比较平均值(P0.05)。* 与对照组的平均值显著不同,与高胆固醇饮食(HCD)组的平均值显著不同156O.A. Nour等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4(2017)153-159见图4。富马酸二甲酯(DMF,12.5 mg/kg/天)对高胆固醇血症家兔主动脉超氧化物歧化酶(SOD)水平的影响。数值表示每组6只家兔的平均值± SEM。使用单因素ANOVA随后Tukey-Kramer多重比较检验比较平均值(P0.05)。* 与对照组的平均值显著不同,与高胆固醇饮食(HCD)组的平均值显著不同。图二.富马酸二甲酯(DMF,12.5 mg/kg/天)对高胆固醇血症家兔血清C-反应蛋白( CRP ) 数 值表 示每 组 6只 家兔 的平 均 值± SEM 使 用单 因素 ANOVA 随 后Tukey-Kramer多重比较检验比较平均值(P0.05)。* 与对照组的平均值显著不同,#与高胆固醇饮食(HCD)组的平均值显著不同。图三.富马酸二甲酯(DMF,12.5 mg/kg/天)对高胆固醇血症家兔主动脉丙二醛(MDA)水平数值表示每组6只家兔的平均值±使用单因素ANOVA随后Tukey-Kramer多重比较检验比较平均值(P0.05)。* 与对照组的平均值显著不同,与高胆固醇饮食(HCD)组的平均值显著不同。主动脉壁正常,内皮细胞衬里完整,脂质沉积明显减少(图1)。 6c)。主动脉形态定量分析对照组胸主动脉I/M值平均0.041 ± 0.001。 HCD组的平均比值增加至0.211 ± 0.011(P0.05)。在HCD + DMF组中,<与HCD组相比,I/M比显著降低(P 0.05)至0.086 ± 0.012(图11)。 7)。讨论本研究旨在评价DMF对喂食HCD的家兔的氧化应激和炎症图五.富马酸二甲酯(DMF,12.5 mg/kg/天)对高胆固醇饲料(HCD)喂养家兔主动脉胆固醇酯转移蛋白(CETP)表达数值表示每组6只家兔的平均值± SEM。使用单因素ANOVA随后Tukey-Kramer多重比较检验比较平均值(P0.05)。* 与对照组的平均值显著不同,#与HCD组的平均值显著不同。我们的研究结果表明,DMF可以降低氧化应激和促炎蛋白,如CRP。下面讨论可能的潜在DMF对高胆固醇血症家兔实验结果表明,HCD可引起家兔血脂异常,TC、LDL-C、TG和HDL-C显著升高。这些发现与以前的研究一致[12,22我们的研究结果表明,与HCD相比,DMF治疗据我们所知,之前没有研究探讨DMF对高胆固醇血症的影响。DMF的降血脂作用可能是由于其降低胆固醇酯转移蛋白(CETP)表达的能力。循环CETP通过将胆固醇酯从HDL转移到VLDL和LDL来降低HDL-C浓度[25,26]。因此,CETP水平与LDL-C水平呈正相关,与HDL-C水平呈负相关[27,28]。在人类和动物中,CETP的组织mRNA水平在高脂肪和高胆固醇饮食的反应中增加[29]。抑制CETP活性可减少动脉粥样硬化病变,O.A. Nour等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4(2017)153-159157见图6。高胆固醇饲料(HCD)喂养的家兔主动脉显微照片。(a)对照:正常主动脉,内皮完整(苏木精和伊红,200×);(b)HCD:内皮中断,内皮下层有增厚的泡沫细胞(苏木精和伊红,200×);(c)高胆固醇/富马酸二甲酯:内皮完整,病变面积显著减少(苏木精和伊红,200×)。DMF可预防HCD诱导的主动脉氧化应激见图7。富马酸二甲酯(DMF,12.5 mg/kg/天)对喂食高胆固醇饲料(HCD)的家兔离体胸主动脉内膜/中膜(I/M)比的影响。数值表示每组6只家兔的平均值± SEM。使用单因素ANOVA随后Tukey-Kramer多重比较检验比较平均值(P0.05)。* 与对照组的平均值显著不同,#与HCD组的平均值显著不同。动脉粥样硬化和血浆HDL-C浓度升高的兔模型[25,30]。与喂食HCD的兔相比,DMF显著降低CETP表达。此外,通过激活Nrf2介导的抗氧化活性可能在DMF的降血脂活性中起作用。核因子红细胞2相关因子2(Nuclear factor erythroid 2-relatedfactor 2,Nrf 2)被认为是ROS产生的生理调节因子,通过表达血红素加氧酶(HO-1)、NADPH脱氢酶醌1(NQO 1)和过氧化氢酶(CAT)等基因,与靶基因中的抗氧化反应元件相互作用,这些基因的蛋白产物中和自由基。HCD喂养导致主动脉SOD水平显著降低,同时MDA水平升高这些结果支持了先前研究的结果,该研究报告HCD增加了MDA水平,但降低了SOD水平的活性[31,32]。HCD喂养通过增加活性氧(ROS)的产生引起氧化应激,介导脂蛋白氧化,特别是引起脂质过氧化和随后影响动脉粥样硬化发展的LDL颗粒[33]。脂质过氧化在动脉粥样硬化的病理生理学中起重要作用,因此脂质过氧化的减少导致高胆固醇血症诱导的动脉粥样硬化的减少[34]。用DMF处理接受HCD的兔导致MDA水平降低。该结果与先前研究一致,该研究报告DMF给药动物显示氧化应激改善,这得到大鼠模型急性胰腺炎中MDA水平降低的支持此外,SOD水平显著增加[35]。DMF对氧化应激的保护作用可能是由于其抗氧化作用,其可通过激活Nrf2介导此外,DMF已被证明可增强抗氧化酶HO-1的表达[36]。HO-1的上调是导致DMF保护作用的可能机制之一此外,DMF成功地增加了具有抗氧化特性的HDL-C水平[37]。这些发现支持DMF处理可降低氧化应激,从而降低高胆固醇血症诱导的动脉粥样硬化。DMF对高胆固醇血症家兔高胆固醇血症增强炎症反应,这在动脉粥样硬化变化的发展中起着关键作用[38],因为它增加了循环单核细胞计数,并使这些细胞更容易迁移到动脉粥样硬化158O.A. Nour等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4(2017)153-159- -病变[39]。在这项研究中,HCD诱导的炎症表现为血清CRP升高。这一结果与先前的研究一致,该研究报告称高胆固醇水平与CRP产生之间存在正相关性[40]。CRP是一种促炎蛋白,可由动脉粥样硬化病变中的单核细胞和平滑肌细胞产生。已显示CRP通过增加内皮细胞上粘附蛋白的表达[41]、将单核细胞募集到动脉壁中以及增加单核细胞产生炎性细胞因子[42]来促进动脉粥样硬化。在本研究中,DMF治疗降低了CRP,与既往研究一致[43,44]。DMF治疗后CRP水平降低可能是由于DMF的抗氧化和抗炎活性。此外,通过激活Nrf 2、抑制内皮细胞中NF-κB的核进入和抑制T辅助细胞1应答,DMF已显示出有效的抗炎作用[35]。二甲基甲酰胺对高血压病大鼠主动脉病变的影响慢性胆固醇喂养4周导致脂质沉积、内皮中断、内皮下泡沫细胞增厚、I/M比值增加,从而促进动脉粥样硬化的发展。这些结果与以前的研究一致[45,46]。与HCD组相比,DMF显著减弱了动脉粥样硬化病变,并降低了I/M比值和。这些作用可能是由于DMF的抗氧化和抗炎活性,其可通过Nrf2活化介导。此外,据报道DMF可减弱7-酮胆固醇(7 KC)诱导的158 N鼠少突胶质细胞氧化应激[47]。7KC是由胆固醇自氧化形成的,是在人动脉粥样硬化斑块中发现的胆固醇的主要氧化产物。7KC可诱导动脉粥样硬化,可能通过逆转固醇转运中断[48]。据报道,7KC刺激超氧阴离子的过度产生并增强炎性细胞因子的释放[49]。这些发现可以解释DMF在动脉粥样硬化中的作用。结论我们的研究结果表明,DMF可能通过降低循环胆固醇水平和减少血管氧化应激和相关炎症,对HCD喂养兔的炎症和动脉粥样硬化发挥保护作用。需要进一步的研究来确定DMF在动脉粥样硬化中的确切机制。利益冲突提交人声明,他们之间没有利益冲突。引用[1] Rerkasem K,Gallagher PJ,Grimble RF,Calder PC,Shearman CP.接受颈动脉内膜切除术患者的高胆固醇血症管理及其与颈动脉斑块形态的相关性。血管健康风险管理2008;4(6):1259-64。[2] 杨伟杰,杨伟杰,杨伟杰.活性氧和氮的临床方面。《生物化学学会论文集 》2004;71:121-33。[3] 贾拉勒一世氧化型低密度脂蛋白在动脉粥样硬化形成中的作用。 J Nutr 1996;126(4增刊):1053S-7S[4] Springer TA. 淋 巴 细 胞 再 循 环 和 白 细 胞 移 出 的 交 通 信 号 : 多 步 骤 范 例 。Cell1994;76(2):301-14.[5] 贾拉勒一世低密度脂蛋白氧化、抗氧化剂和动脉粥样硬化:临床生物化学观点。临床化学1996;42(4):498-506.[6] LinkerRA,Lee DH,Ryan S,van Dam AM,Conrad R,Bista P,et al. 富马酸酯通过激活Nrf2抗氧化途径在神经炎症中发挥神经保护作用。Brain 2011;134(Pt.[3]:678-92.[7] Werdenberg D,Joshi R,Wolffram S,Merkle HP,Langguth P.抗银屑病富马酸酯的系统前代谢和肠道吸收。生物制药药物处置2003;24(6):259-73。[8] Belcher JD , Chen C , Nguyen J , Zhang P , Abdulla F , Nguyen P , et al.Control ofOxidative Stress and Inflammation in Sickle Cell Disease with theNrf2Activator Dimethyl Fumarate. 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