Нокаут гена подавляет образование атеросклеротических бляшек

Ученые создали мышей с нокаутом гена Perk в гладкомышечных клетках сосудов и индуцировали у них гиперхолестеринемию. Выяснилось, что у таких мышей в сосудах накапливается меньше холестериновых бляшек, несмотря на высокий уровень липидов в крови. Воздействие на белок Perk может стать новой терапевтической стратегией.

Много лет развитие атеросклероза сосудов из-за повышенного уровня холестерина в крови связывали с эндотелиальными клетками и макрофагами. Однако исследования атеросклеротических бляшек у мышей с гиперлипидемией показали, что значимую роль в их возникновении играет еще один тип клеток — сосудистые гладкомышечные клетки (SMC).

При атеросклерозе изменяется экспрессия генов в гладкомышечных клетках и их фенотип: клетки становятся дедифференцированными, снижается экспрессия генов, кодирующих сократительные белки (Myh11, Acta2, Tagln, Cnn1), и увеличивается экспрессия других генов, например, маркеров для макрофагов, фибробластов, остеогенных и стволовых клеток. Причем изменения гетерогенны — в разных клетках проявляются в разной степени.

Цитоплазматический домен PERK (EIF2AK3) в комплексе с низкомолекулярным ингибитором | 123rf.com

Предыдущие исследования in vitro показали, что все дело в воздействии свободного холестерина на клетки: он проникает в эндоплазматический ретикулум, вызывает стресс и активирует передачу сигналов Perk. Это трансмембранный белок эндоплазматического ретикулума — киназа, которая участвует в подавлении трансляции и запуске клеточной смерти, вызванной ответом ЭР на стресс (например, мисфолдинг или избыточную экспрессию белков).

Исследователи из США предположили, что нацеливание на белок Perk в этих клетках может уменьшить или даже блокировать образование холестериновых бляшек в сосудах. Как они показали ранее, стресс ЭР может вызываться свободным холестерином.

Чтобы это проверить, они создали мышей с нокаутом Perk в гладкомышечных клетках сосудов. Для индукции гиперлипидемии мышам ввели вектор AAV- PCSK9DY в возрасте 6 недель и спустя неделю посадили на диету с высоким содержанием жиров — все это приводило к образованию атеросклеротических бляшек. После 12 недель такой диеты мышей взвесили: самцы без белка Perk были тяжелее самок без этого белка, однако большой разницы в весе между контрольными и нокаутными мышами не было.

Атеросклероз сосудов сердца и головного мозга 

Затем ученые умертвили мышей и собрали у них ткани аорты, чтобы оценить образование атеросклеротических бляшек и провести транскриптомный анализ отдельных клеток. У самцов мышей с нокаутом Perk атеросклеротических бляшек было на 80% меньше, чем у контрольных самцов, несмотря на значительно более высокие уровни холестерина и триглицеридов в крови. Иными словами, блокирование белка Perk предотвращает образование большей части бляшек, несмотря на проатерогенные факторы.

Также ученые выяснили, что in vivo гиперхолестеринемия активирует передачу сигналов Perk (в частности, повышается экспрессия и активность транскрипционного фактора Klf4) в клетках обычных мышей — так же, как это было показано in vitro. Нокаут гена деактивирует эти пути.

«Теперь, когда мы знаем, что накопление холестериновых бляшек может быть заблокировано путем нацеливания на гладкомышечные клетки, мы можем использовать лекарства, которые уже доступны, чтобы воздействовать на этот путь и помочь пациентам с атеросклерозом. Это еще один способ заблокировать или снизить накопление бляшек, особенно в ситуациях, когда изменение образа жизни или статины неэффективны» — сказал первый автор статьи Абхиджнан Чаттопадхьяй, научный сотрудник отделения медицинской генетики Медицинской школы Макговерна Техасского университета (Хьюстон).

Цитируется по:

Chattopadhyay A. et al. Preventing Cholesterol-Induced Perk (Protein Kinase RNA-Like Endoplasmic Reticulum Kinase) Signaling in Smooth Muscle Cells Blocks Atherosclerotic Plaque Formation // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, published June 16, 2022, DOI: 10.1161/ATVBAHA.121.317451.

Источник: https://pcr.news/

23.06.2022