Влияние гипергликемии на активацию перитонеальных макрофагов белых крыс
Голяко И.А.1, Кузьмин В.С.2, Горбачева Л.Р.3
1. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия 2. Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии им. ак. Е.И. Чазова, Москва, Россия 3. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия; Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Москва, Россия
Гипергликемия является одним из основных повреждающих факторов сахарного диабета (СД). Тяжесть данного заболевания наиболее ярко проявляется на фоне воспалительного процесса. В данной работе исследовали особенности активации перитонеальных макрофагов (МФ) крысы в условиях высокой концентрации глюкозы in vitro. В ходе оценки пролиферации и накопления нитритов в среде культивирования МФ и при сравнении изолированного и сочетанного влияния стрептозотоцинового сахарного диабета (СД) и гипергликемии установлено сходство эффектов СД и гипергликемии на МФ. Показано, что повышенный уровень глюкозы и в меньшей степени СД снижают базовую пролиферацию и продукцию NO МФ in vitro. Использование активатора протеинкиназы С (ПКС) форболового эфира (ФЭ) отменяло провоспалительное действие тромбина на МФ, что может свидетельствовать о вовлечении ПКС в эффекты протеазы. При этом, влияние тромбина на уровень нитритов в среде культивирования демонстрирует выраженный дозозависимый характер, что не выявлено при измерении пролиферации. Провоспалительная активация МФ потенцируется гипергликемией — одним из основных патологических факторов СД. Несмотря на то, что глюкоза в высокой концентрации оказывает существенное влияние на пролиферацию и продукцию NO, не было выявлено статистически значимых различий между ответами МФ, полученных от здоровых животных, и МФ от животных со стрептозотоциновым СД. Такое соотношение наблюдалось по всем исследуемым в работе параметрам и при анализе пролиферации клеток, и при измерении нитритов в среде культивирования. Таким образом, полученные результаты указывают на ведущую роль повышенного уровня глюкозы в регуляции активации МФ, которая сопоставима с эффектом СД и даже “маскирует” его.
Голяко И.А., Кузьмин В.С., Горбачева Л.Р. (2023) Влияние гипергликемии на активацию перитонеальных макрофагов белых крыс. Биомедицинская химия, 69(6), 394-402.
Голяко И.А. и др. Влияние гипергликемии на активацию перитонеальных макрофагов белых крыс // Биомедицинская химия. - 2023. - Т. 69. -N 6. - С. 394-402.
Голяко И.А. и др., "Влияние гипергликемии на активацию перитонеальных макрофагов белых крыс." Биомедицинская химия 69.6 (2023): 394-402.
Голяко, И. А., Кузьмин, В. С., Горбачева, Л. Р. (2023). Влияние гипергликемии на активацию перитонеальных макрофагов белых крыс. Биомедицинская химия, 69(6), 394-402.
Список литературы
Sheetz M.J., King G.L. (2002) Molecular understanding of hyperglycemia’s adverse effects for diabetic complications. Diabetes, 288(20), 2579-2588. CrossRef Scholar google search
King G.L., Loeken M.R. (2004) Hyperglycemia-induced oxidative stress in diabetic complications. Histochem. Cell Biol., 122(4), 333-338. CrossRef Scholar google search
Qiu P., Liu Y., Zhang J. (2019) Review: The role and mechanisms of macrophage autophagy in sepsis. Inflammation, 42(1), 6-19. CrossRef Scholar google search
Oishi Y., Manabe I. (2018) Macrophages in inflammation, repair and regeneration. Int. Immunol., 30(11), 511-528. CrossRef Scholar google search
Lawrence T., Natoli G. (2011) Transcriptional regulation of macrophage polarization: Enabling diversity with identity. Nat. Rev. Immunol., 11(11), 750-761. CrossRef Scholar google search
Olefsky J.M., Glass C.K. (2010) Macrophages, inflammation, and insulin resistance. Annu. Rev. Physiol., 72(1), 219-246. CrossRef Scholar google search
Lee J. (2013) Adipose tissue macrophages in the development of obesity-induced inflammation, insulin resistance and type 2 diabetes. Arch. Pharm. Res., 36(2), 208-222. CrossRef Scholar google search
Crespo M.J., Zalacaín J., Dunbar D.C., Cruz N., Arocho L. (2008) Cardiac oxidative stress is elevated at the onset of dilated cardiomyopathy in streptozotocin-diabetic rats. J. Cardiovasc. Pharmacol. Ther., 13(1), 64-71. CrossRef Scholar google search
di Marco E., Gray S.P., Jandeleit-Dahm K. (2013) Diabetes alters activation and repression of pro- and anti-inflammatory signaling pathways in the vasculature. Front. Endocrinol. (Lausanne), 4, 68. CrossRef Scholar google search
Louiselle A.E., Niemiec S.M., Zgheib C., Liechty K.W. (2021) Macrophage polarization and diabetic wound healing. Transl. Res., 236, 109-116. CrossRef Scholar google search
Maassen S., Coenen B., Ioannidis M., Harber K., Grijpstra P., van den Bossche J., van den Bogaart G. (2023) Itaconate promotes a wound resolving phenotype in pro-inflammatory macrophages. Redox Biol., 59, 102591. CrossRef Scholar google search
Mirza R.E., Fang M.M., Weinheimer-Haus E.M., Ennis W.J., Koh T.J. (2014) Sustained inflammasome activity in macrophages impairs wound healing in type 2 diabetic humans and mice. Diabetes, 63(3), 1103-1114. CrossRef Scholar google search
Ahmed M., de Winther M.P.J., van den Bossche J. (2017) Epigenetic mechanisms of macrophage activation in type 2 diabetes. Immunobiology, 222(10), 937-943. CrossRef Scholar google search
Cunningham M.A., Rondeau E., Chen X., Coughlin S.R., Holdsworth S.R., Tippinget P.G. (2000) Protease-activated receptor 1 mediates thrombin-dependent, cell-mediated renal inflammation in crescentic glomerulonephritis. J. Exp. Med., 191(3), 455-462. CrossRef Scholar google search
Colognato R., Slupsky J.R., Jendrach M., Burysek L., Syrovets T., Simmet T. (2003) Differential expression and regulation of protease-activated receptors in human peripheral monocytes and monocyte-derived antigen-presenting cells. Blood, 102(7), 2645-2652. CrossRef Scholar google search
Ryu J., Pyo H., Jou I., Joeet E. (2000) Thrombin induces NO release from cultured rat microglia via protein kinase C, mitogen-activated protein kinase, and NF-kappa B. J. Biol. Chem., 275(39), 29955-29959. CrossRef Scholar google search
Joy S., Scates A.C., Bearelly S., Dar M., Taulien C.A., Goebel J.A., Cooney M.J. (2005) Ruboxistaurin, a protein kinase C β inhibitor, as an emerging treatment for diabetes microvascular complications. Ann. Pharmacother., 39(10), 1693-1699. CrossRef Scholar google search
Варданян Г., Алавердян А. (2009) Протеинкиназа С: от особенностей молекулярной структуры до возможной роли при развитии диабетической нейропатии. Нейрохимия, 26(1), 19-28. CrossRef Scholar google search
Morgan D., Oliveira-Emilio H.R., Keane D., Hirata A.E., Santos da Rocha M., Bordin S., Curi R., Newsholme P., Carpinelliet A.R. (2007) Glucose, palmitate and pro-inflammatory cytokines modulate production and activity of a phagocyte-like NADPH oxidase in rat pancreatic islets and a clonal beta cell line. Diabetologia, 50(2), 359-369. CrossRef Scholar google search
Lenzen S. (2008) The mechanisms of alloxan- and streptozotocin-induced diabetes. Diabetologia, 51(2), 216-226. CrossRef Scholar google search
Furman B.L. (2015) Streptozotocin-induced diabetic models in mice and rats. Curr. Protoc. Pharmacol., 70(1), 5.47.1-5.47.20. CrossRef Scholar google search
Fiordaliso F., Li B., Latini R., Sonnenblick E.H., Anversa P., Leri A., Kajstura J. (2000) Myocyte death in streptozotocininduced diabetes in rats is angiotensin II-dependent. Lab. Invest., 80(4), 513-527. CrossRef Scholar google search
Zhang X., Goncalves R., Mosser D.M. (2008) The isolation and characterization of murine macrophages. Curr. Protoc. Immunol., 83(1), 14.1.1-14.1.14. CrossRef Scholar google search
Liu Y.J., Saini A., Cohen D.J., Ooi B.S. (1995) Modulation of macrophage proliferation by hyperglycemia. Mol. Cell. Endocrinol., 114(1-2), 187-192. CrossRef Scholar google search
Qiu L., Ding L., Huang J., Wang D., Zhang J., Guo B. (2009) Induction of copper/zinc-superoxide dismutase by CCL5/CCR5 activation causes tumour necrosis factor-α and reactive oxygen species production in macrophages. Immunology, 128(1pt2), e325-e334. CrossRef Scholar google search
Gerlach B.D., Ampomah P.B., Yurdagul A. Jr., Liu C., Lauring M.C., Wang X., Kasikara C., Kong N., Shi J., Tao W., Tabas I. (2021) Efferocytosis induces macrophage proliferation to help resolve tissue injury. Cell Metab., 33(12), 2445-2463. CrossRef Scholar google search
Vittal Rao H., Bihaqi S.W., Iannucci J., Sen A., Grammas P. (2021) Thrombin signaling contributes to high glucose-induced injury of human brain microvascular endothelial cells. J. Alzheimer’s Dis., 79(1), 211-224. CrossRef Scholar google search
Sudic D., Razmara M., Forslund M., Ji Q., Hjemdahl P., Li N. (2006) High glucose levels enhance platelet activation: involvement of multiple mechanisms. Br. J. Haematol., 133(3), 315-322. CrossRef Scholar google search
Wang Y., Luo W., Han J., Khan Z.A., Fang Q., Jin Y., Chen X., Zhang Y., Wang M., Qian J., Huang W., Lum H., Wu G., Liang G. (2020) MD2 activation by direct AGE interaction drives inflammatory diabetic cardiomyopathy. Nat. Commun., 11(1), 2148. CrossRef Scholar google search
Jin X., Yao T., Zhou Z., Zhu J., Zhang S., Hu W., Shen C. (2015) Advanced glycation end products enhance macrophages polarization into M1 phenotype through activating RAGE/NF-κB pathway. Biomed Res. Int., 2015, 732450. CrossRef Scholar google search
Noyman I., Marikovsky M., Sasson S., Stark A.H., Bernath K., Seger R., Madar Z. (2002) Hyperglycemia reduces nitric oxide synthase and glycogen synthase activity in endothelial cells. Nitric Oxide, 7(3), 187-193. CrossRef Scholar google search
de Souza L.F., Barreto F., da Silva E.G., Andrades M.E., Guimarães E.L., Behr G.A., Moreira J.C., Bernard E.A. (2007) Regulation of LPS stimulated ROS production in peritoneal macrophages from alloxan-induced diabetic rats: Involvement of high glucose and PPARγ. Life Sci., 81, 153-159. CrossRef Scholar google search
Severn A., Wakelam M.J.O., Liew F.Y. (1992) The role of protein kinase C in the induction of nitric oxide synthesis by murine macrophages. Biochem. Biophys. Res. Commun., 188(3), 997-1002. CrossRef Scholar google search
Gorbacheva L., Pinelis V., Ishiwata S., Strukova S., Reiser G. (2010) Activated protein C prevents glutamate- and thrombin-induced activation of nuclear factor-kappaB in cultured hippocampal neurons. Neuroscience, 165(4), 1138-1146. CrossRef Scholar google search
