Роль медиаторов ангиогенеза в мобилизации ранних и поздних эндотелиальных прогениторных клеток из костного мозга при ишемической болезни сердца
- Авторы: Чумакова С.П.1, Уразова О.И.1, Шипулин В.М.1,2, Денисенко О.А.1, Гладковская М.В.1, Андреев С.Л.2, Невская К.В.1, Колобовникова Ю.В.1
-
Учреждения:
- Сибирский государственный медицинский университет
- Научно-исследовательский институт кардиологии — филиал Томского национального исследовательского медицинского центра Российской академии наук
- Выпуск: Том 78, № 6 (2023)
- Страницы: 549-559
- Раздел: АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ КАРДИОЛОГИИ И СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ХИРУРГИИ
- Дата публикации: 23.12.2023
- URL: https://vestnikramn.spr-journal.ru/jour/article/view/12452
- DOI: https://doi.org/10.15690/vramn12452
- ID: 12452
Цитировать
Полный текст
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Обоснование. Тяжелой формой ишемической болезни сердца (ИБС) является ишемическая кардиомиопатия (ИКМП), патогенез которой до конца не изучен. Нарушения мобилизации эндотелиальных прогениторных клеток (ЭПК) вследствие бисбаланса медиаторов ангиогенеза могут усугублять ишемию при ИКМП. Цель исследования — установить особенности изменения баланса ранних и поздних ЭПК и субпопуляций VEGFR2+ клеток в крови и костном мозге во взаимосвязи с содержанием медиаторов ангиогенеза и численностью десквамированных эндотелиальных клеток в крови у больных ИБС, страдающих и не страдающих ИКМП. Методы. Проведено одномоментное, клиническое, контролируемое (случай–контроль) исследование с марта 2019 по июнь 2022 г. Обследовано 52 больных ИБС, имевших инфаркт миокарда в анамнезе: 30 человек, страдающих ИКМП, и 22 человека, не страдающих ИКМП, а также 15 здоровых доноров. Содержание VEGFR2+, VEGFR2+CD34+CD14+ (ранних ЭПК), VEGFR2+CD34+CD14– (поздних ЭПК), VEGFR2+CD34–CD14+, VEGFR2+CD34–CD14– клеток у больных ИБС в крови (до операции) и костном мозге (забор производился в начале коронарного шунтирования) и у здоровых лиц в крови, а также (в обеих группах) содержание CD45–CD146+ десквамированных эндотелиальных клеток в крови определяли методом проточной цитофлуориметрии. Концентрацию SDF-1, VEGF-A, МСР-1, GM-CSF, G-CSF в плазме крови измеряли методом мультиплексного иммунофлуоресцентного анализа. Результаты. Развитие ИБС без кардиомиопатии сопровождалось увеличением относительно нормы содержания VEGFR2+CD34+CD14+ и VEGFR2+ клеток (соответственно 0,74 [0,46; 1,23]% и 10,00 [8,20; 11,60]% против 0,19 [0,13; 0,32]%, р < 0,001, и 5,40 [4,30; 6,50]%, р = 0,005) и концентрации SDF-1, МСР-1, GM-CSF (соответственно 60,00 [50,00; 81,00]; 223,0 [180,0; 297,0]; 2,10 [1,45; 3,40] пг/мл против 30,00 [5,00; 45,00] пг/мл, р = 0,041; 175,1 [140,0; 204,0] пг/мл, р = 0,046; 0,96 [0,46;1,41] пг/мл, р = 0,038) в крови. У пациентов с ИКМП такого рода изменения не отмечались. Вне зависимости от наличия ИКМП содержание VEGFR2+CD34+CD14–, VEGFR2+CD34–CD14+, VEGFR2+CD34–CD14– клеток, VEGF-A, G-CSF в крови у больных ИБС варьировало в пределах физиологических значений, а численность десквамированных эндотелиальных клеток превышала норму (7,26 [5,43; 17,94] × 105/л, р = 0,039). Количество VEGFR2+ клеток и их иммунофенотипов в костном мозге у пациентов с ИКМП не отличалось от этого параметра у больных ИБС без кардиомиопатии. У одного больного ИБС без кардиомиопатии зарегистрировано пролонгированное кровотечение из области венопункции. Заключение. Развитие ИКМП ассоциировано с отсутствием компенсаторного ответа на атерогенез в форме усиления мобилизации ранних ЭПК из костного мозга вследствие отсутствия реакции, связанной с гиперпродукцией SDF-1, МСР-1, GM-CSF, которая характерна для ИБС без кардиомиопатии. Содержание ЭПК, VEGFR2+CD34–CD14+ и VEGFR2+CD34–CD14– клеток, VEGF-A и G-CSF в крови при ИБС соответствует физиологическим значениям вне зависимости от наличия ИКМП. Генерация ЭПК в костном мозге при ИКМП не нарушена.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Светлана Петровна Чумакова
Сибирский государственный медицинский университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: Chumakova_S@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3468-6154
д.м.н., доцент, кафедра патофизиологии
Россия, ТомскОльга Ивановна Уразова
Сибирский государственный медицинский университет
Email: urazova72@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9457-8879
д.м.н., профессор, член-корреспондент РАН, кафедра патофизиологии
Россия, ТомскВладимир Митрофанович Шипулин
Сибирский государственный медицинский университет; Научно-исследовательский институт кардиологии — филиал Томского национального исследовательского медицинского центра Российской академии наук
Email: shipulin@cardio-tomsk.ru
ORCID iD: 0000-0003-1956-0692
д.м.н., профессор, кафедра патофизиологии
Россия, Томск; ТомскОльга Анатольевна Денисенко
Сибирский государственный медицинский университет
Email: olga-muraveinik@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4524-8491
соискатель, кафедра патофизиологии
Россия, ТомскМаргарита Вадимовна Гладковская
Сибирский государственный медицинский университет
Email: gladkovskay0@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1163-3439
аспирант, кафедра патофизиологии
Россия, ТомскСергей Леонидович Андреев
Научно-исследовательский институт кардиологии — филиал Томского национального исследовательского медицинского центра Российской академии наук
Email: anselen@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-4049-8715
к.м.н.
Россия, ТомскКсения Владимировна Невская
Сибирский государственный медицинский университет
Email: nevskayaksenia@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1659-8812
к.м.н., центральная научно-исследовательская лаборатория
Россия, ТомскЮлия Владимировна Колобовникова
Сибирский государственный медицинский университет
Email: kolobovnikova.julia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7156-2471
д.м.н, доцент, кафедра патофизиологии, кафедра нормальной физиологии
Россия, ТомскСписок литературы
- Del Buono MG, Moroni F, Montone RA, et al. Ischemic cardiomyopathy and heart failure after acute myocardial infarction. Curr Cardiol Rep. 2022;24(10):1505–1515. doi: https://doi.org/10.1007/s11886-022-01766-6
- Шипулин В.М., Пряхин А.С., Андреев С.Л., и др. Современные клинико-фундаментальные аспекты в диагностике и лечении пациентов с ишемической кардиомиопатией (обзор) // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. — 2021. — Т. 36. — № 1. — С. 20–29. [Shipulin VM, Pryakhin AS, Andreev SL, et al. Modern clinical and fundamental aspects in the diagnosis and treatment of patients with ischemic cardiomyopathy (Review). The Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2021;36(1):20–29. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.29001/2073-8552-2021-36-1-20-29
- Gyöngyösi M, Winkler J, Ramos I, et al. Myocardial fibrosis: biomedical research from bench to bedside. Eur J Heart Fail. 2017;19(2):177–191. doi: https://doi.org/10.1002/ejhf.696
- Dang H, Ye Y, Zhao X, et al. Identification of candidate genes in ischemic cardiomyopathy by gene expression omnibus database. BMC Cardiovasc Disord. 2020;20(1):320. doi: https://doi.org/10.1186/s12872-020-01596-w
- Argunova Y, Belik E, Gruzdeva O, et al. Effects of Physical Prehabilitation on the Dynamics of the Markers of Endothelial Function in Patients Undergoing Elective Coronary Bypass Surgery. J Pers Med. 2022;12(3):471. doi: https://doi.org/10.3390/jpm12030471
- Poston RN. Atherosclerosis: integration of its pathogenesis as a self-perpetuating propagating inflammation: a review. Cardiovasc Endocrinol Metab. 2019;8(2):51–61. doi: https://doi.org/10.1097/XCE.0000000000000172
- Мельникова Ю.С., Макарова Т.П. Эндотелиальная дисфункция как центральное звено патогенеза хронических заболеваний // Казанский медицинский журнал. — 2015. — Т. 96. — № 4. — С. 659–665. [Mel’nikova YuS, Makarova TP. Endothelial dysfunction as the key link of chronic diseases pathogenesis. Kazan Medical Journal. 2015;96(4):659–665. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.17750/KMJ2015-65
- Chopra H, Hung MK, Kwong DL, et al. Insights into endothelial progenitor cells: origin, classification, potentials, and prospects. Stem Cells Intl. 2018;2018:9847015. doi: https://doi.org/10.1155/2018/9847015
- Денисенко О.А., Чумакова С.П., Уразова О.И. Эндотелиальные прогениторные клетки: происхождение и роль в ангиогенезе при сердечно-сосудистой патологии // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. — 2021. — Т. 36. — № 2. — С. 23–29. [Denisenko OA, Chumakova SP, Urazova OI. Endothelial progenitor cells: origin and role in angiogenesis in cardiovascular diseases. Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2021;36(2):23–29. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.29001/2073-8552-2021-36-2-23-29
- Fujiyama S, Amano K, Uehira K, et al. Bone marrow monocyte lineage cells adhere on injured endothelium in a monocyte chemoattractant protein-1 – dependent manner and accelerate reendothelialization as endothelial progenitor cells. Circ Res. 2003;93(10):980–989. doi: https://doi.org/10.1161/01.RES.0000099245.08637.CE
- Zhao H-Y, Zhu Y-P, Wen Y, et al. MCP-1 facilitates VEGF production by removing miR-374b-5p blocking of VEGF mRNA translation. Biochem Pharmacol. 2022;206:115334. doi: https://doi.org/10.1016/j.bcp.2022.115334
- Felker GM, Shaw GM, O’Connor CM. A standardized definition of ischemic cardiomyopathy for use in clinical research. J Am Coll Cardiol. 2002;39(2):208–210. doi: https://doi.org/10.1016/s0735-1097(01)01738-7
- Van Kuijk К, Kuppe C, Betsholtz C, et al. Heterogeneity and plasticity in healthy and atherosclerotic vasculature explored by single-cell sequencing. Cardiovasc Res. 2019;115(12):1705–1715. doi: https://doi.org/10.1093/cvr/cvz185
- Genkel V, Dolgushin I, Baturina I, et al. Associations between Circulating VEGFR2hi-Neutrophils and Carotid Plaque Burden in Patients Aged 40–64 without Established Atherosclerotic Cardiovascular Disease. J Immunol Res. 2022;2022:1539935. doi: https://doi.org/10.1155/2022/1539935
- Kaira K, Imai H, Kawasaki T, et al. Potential of VEGFR2 expression as a predictive marker of PD-1 blockade in patients with advanced NSCLC. Oncol Rep. 2022;48(6):214. doi: https://doi.org/10.3892/or.2022.8429
- Zimna A, Kurpisz M. Hypoxia-Inducible Factor-1 in Physiological and Pathophysiological Angiogenesis: Applications and Therapies. Biomed Res Int. 2015;2015:549412. doi: https://doi.org/10.1155/2015/549412
- Sun J, Shen H, Shao L, et al. HIF-1α overexpression in mesenchymal stem cell-derived exosomes mediates cardioprotection in myocardial infarction by enhanced angiogenesis. Stem Cell Res Ther. 2020;11(1):373. doi: https://doi.org/10.1186/s13287-020-01881-7
- Чумакова С.П., Шипулин В.М., Уразова О.И., и др. Ишемическая кардиомиопатия: моноциты крови и медиаторы их дифференциации // Вестник Российской академии медицинских наук. — 2019. — Т. 74. — № 6. — С. 396–404. [Chumakova SP, Shipulin VM, Urazova OI, et al. Ischemic cardiomyopathy: blood monocytes and mediators of their differentiation. Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2019;74(6):396–404. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.15690/vramn1185
- Чумакова С.П., Уразова О.И., Денисенко О.А., и др. Цитокины в механизмах регуляции моноцитопоэза при ишемической болезни сердца // Гематология и трансфузиология. — 2022. — Т. 67. — № 4. — С. 511–524. [Chumakova SP, Urazova OI, Denisenko OA, et al. Cytokines in the mechanisms of regulation of monocytopoiesis in ischemic heart disease. Russian Journal of Hematology and Transfusiology. 2022;67(4):511–524. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.35754/0234-5730-2022-67-4-511-524
- Dimova I, Karthik S, Makanya A, et al. SDF-1/CXCR4 signalling is involved in blood vessel growth and remodelling by intussusception. J Cell Mol Med. 2019;23(6):3916–3926. doi: https://doi.org/10.1111/jcmm.14269
- Wang X, Jiang H, Guo L, et al. SDF-1 secreted by mesenchymal stem cells promotes the migration of endothelial progenitor cells via CXCR4/PI3K/AKT pathway. J Mol Histol. 2021;52(6):1155–1164. doi: https://doi.org/10.1007/s10735-021-10008-y
- Singh S, Anshita D, Ravichandiran V. MCP-1: Function, regulation, and involvement in disease. Int Immunopharmacol. 2021;101(PtB):107598. doi: https://doi.org/10.1016/j.intimp.2021.107598
- Niu J, Wang K, Zhelyabovska O. MCP-1-induced protein promotes endothelial-like and angiogenic properties in human bone marrow monocytic cells. J Pharmacol Exp Ther. 2013;347(2):288–297. doi: https://doi.org/10.1124/jpet.113.207316
- Qiu C, Xie Q, Zhang D. GM-CSF induces cyclin D1 expression and proliferation of endothelial progenitor cells via PI3K and MAPK signaling. Cell Physiol Biochem. 2014;33(3):784–795. doi: https://doi.org/10.1159/000358652
- Hamilton JA. GM-CSF-Dependent Inflammatory Pathways. Front Immunol. 2019;10:2055. doi: https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02055
- Laakkonen JP, Lähteenvuo J, Jauhiainen S, et al. Beyond endothelial cells: Vascular endothelial growth factors in heart, vascular anomalies and placenta. Vascul Pharmacol. 2019;112:91–101. doi: https://doi.org/10.1016/j.vph.2018.10.005
- Zhou Y, Zhu X, Cui H, et al. The Role of the VEGF Family in Coronary Heart Disease. Front Cardiovasc Med. 2021;8:738325. doi: https://doi.org/10.3389/fcvm.2021.738325