Возрастные аспекты уровня экспрессии сиртуинов в кардиомиоцитах у пациентов с дилатационной кардиомиопатией

DOI: https://doi.org/10.29296/25877305-2022-10-14
Номер журнала: 
10
Год издания: 
2022

К.П. Кравченко(1),
К.Л. Козлов(1, 2), доктор медицинских наук, профессор,
В.О. Полякова(3, 4), доктор биологических наук, профессор,
Д.С. Медведев(1, 5), доктор медицинских наук, профессор
1-Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии
2-Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова,
Санкт-Петербург
3-Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии Минздрава России
4-Белгородский государственный национальный
исследовательский университет
5-Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека Федерального медико-биологического агентства России, Санкт-Петербург
E-mail: longtermcare.fmba@gmail.com

Среди сигнальных молекул, которые могут иметь важное прогностическое значение при дилатационной кардиомиопатии (ДКМП), выделяют сиртуины. Цель. Изучить уровень экспрессии сиртуинов в кардиомиоцитах пациентов с ДКМП in vitro. Материал и методы. В исследовании использовалась культура кардиомиоцитов, полученная при биопсии сердца от 3 пациентов мужского пола среднего возраста (52,3±2,6 года) с ДКМП. В качестве контроля служила культура нормальных кардиомиоцитов человека. В работе использовали методы первичных диссоциированных клеточных культур и иммунофлуоресцентной конфокальной лазерной микроскопии. Для моделирования клеточного старения использовали клетки 3-го и 10-го пассажей, соответствующие «молодым» и «старым» культурам. Результаты. На молекулярном уровне старение кардиомиоцитов сопровождалось снижением уровня экспрессии сиртуина-1, -3 и -6, тогда как уровень экспрессии сиртуина-2 в «старых» культурах достоверно увеличивался по сравнению с «молодыми» культурами как в контрольной группе, так и в группе пациентов с ДКМП. Таким образом, полученные результаты могут свидетельствовать о том, что сиртуины-1, -2, -3 и -6 вовлечены не только в патогенез ДКМП, но и в механизмы старения.
Ключевые слова: 
дилатационная кардиомиопатия
старения клеток сердца
сиртуины
клеточная культура
конфокальная микроскопия.
Для цитирования
Кравченко К.П., Козлов К.Л., Полякова В.О., Медведев Д.С. Возрастные аспекты уровня экспрессии сиртуинов в кардиомиоцитах у пациентов с дилатационной кардиомиопатией . Врач, 2022; (10): 70-74 https://doi.org/10.29296/25877305-2022-10-14

Список литературы: 
  1. Anderson R., Lagnado A., Maggiorani D. et al. Length-independent telomere damage drives post-mitotic cardiomyocyte senescence. EMBO J. 2019; 38 (5): e100492. DOI: 10.15252/embj.2018100492
  2. Anderson R., Richardson G.D., Passos J.F. Mechanisms driving the ageing heart. Exp Gerontol. 2018; 109: 5–15. DOI: 10.1016/j.exger.2017.10.015
  3. Bykov A.T., Dyuzhikov A.A., Malyarenko T.N. Current views on age-related and dependent cardiovascular diseases. Medical Journal. 2015; 3: 7–12.
  4. Cardus A., Uryga A.K., Walters G. et al. SIRT6 protects human endothelial cells from DNA damage, telomere dysfunction, and senescence. Cardiovasc Res. 2013; 97: 571–9. DOI: 10.1093/cvr/cvs352
  5. Elliott P., Andersson B., Arbustini E. et al. Classification of the cardiomyopathies: a position statement from the European Society of Cardiology Working Group on Myocardial and Pericardial Diseases. Eur Heart J. 2008; 29: 270–6. DOI: 10.1093/eurheartj/ehm342
  6. Frescas D., Valenti L., Accili D. Nuclear trapping of the forkhead transcription factor FoxO1 via Sirt-dependent deacetylation promotes expression of glucogenetic genes. J Biol Chem. 2005; 280 (21): 20589–95. DOI: 10.1074/jbc.M412357200
  7. Gerhart-Hines Z., Rodgers J.T., Bare O. Metabolic control of muscle mitochondrial function and fatty acid oxidation through SIRT1/PGC-1alpha. EMBO J. 2007; 26 (7): 1913–23. DOI: 10.1038/sj.emboj.7601633
  8. Guzzo-Merello G., Cobo-Marcos M., Gallego-Delgado M. et al. Alcoholic cardiomyopathy. World J Cardiol. 2014; 6 (8): 771–81. DOI: 10.4330/wjc.v6.i8.771
  9. Houtkooper R.H., Pirinen E., Auwerx J. Sirtuins as regu lators of metabolism and healthspan. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012; 13 (4): 225–38. DOI: 10.1038/nrm3293
  10. Japp A.G., Gulati A., Cook S.A. et al. The Diagnosis and Evaluation of Dilated Cardiomyopathy. J Am Coll Cardiol. 2016; 67 (25): 2996–3010. DOI: 10.1016/j.jacc.2016.03.590
  11. Kanfi Y., Naiman S., Amir G. et al. The sirtuin SIRT6 regulates lifespan in male mice. Nature. 2012; 483 (7388): 218–21. DOI: 10.1038/nature10815
  12. Kitamura Y.I., Kitamura T., Kruse J.P. FoxO1 protects against pancreatic beta cell failure through NeuroD and MafA induction. Cell Metab. 2005; 2 (3): 153–63. DOI: 10.1016/j.cmet.2005.08.004
  13. Lagouge M., Argmann C., Gerhart-Hines Z. Resveratrol improves mitochondrial function and protects against metabolic disease by activating SIRT1 and PGC-1alpha. Cell. 2006; 127 (6): 1109–22. DOI: 10.1016/j.cell.2006.11.013
  14. Liu J., Wu X., Wang X. et al. Global Gene Expression Profiling Reveals Functional Importance of Sirt2 in Endothelial Cells under Oxidative Stress. Int J Mol Sci. 2013; 14: 5633–49. DOI: 10.3390/ijms14035633
  15. Lopez-Otin C., Blasco M.A., Partridge L. et al. The hallmarks of aging. Cell. 2013; 153 (6): 1194–217. DOI: 10.1016/j.cell.2013.05.039
  16. McNally E.M., Mestroni L. Dilated Cardiomyopathy: Genetic Determinants and Mechanisms. Circ Res. 2017; 121 (7): 731–48. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.309396
  17. Merlo M., Cannatà A., Gobbo M. et al. Evolving concepts in dilated cardiomyopathy. Eur J Heart Fail. 2018; 20 (2): 228–39. DOI: 10.1002/ejhf.1103
  18. Michan S., Sinclair D. Sirtuins in mammals: insights into their biological function. Biochem J. 2007; 404 (1): 1–13. DOI: 10.1042/BJ20070140
  19. Moynihan K.A., Grimm A.A., Plueger M.M. Increased dosage of mammalian Sir2 in pancreatic beta cells enhances glucose-stimulated insulin secretion in mice. Cell Metab. 2005; 2 (2): 105–17. DOI: 10.1016/j.cmet.2005.07.001
  20. Narayan N., Lee I.H., Borenstein R. et al. The NAD-dependent deacetylase SIRT2 is required for programmed necrosis. Nature. 2012; 492: 199–204. DOI: 10.1038/nature11700
  21. North B.J., Rosenberg M.A., Jeganathan K.B. et al. SIRT2 induces the checkpoint kinase BubR1 to increase lifes-pan. EMBO J. 2014; 33: 1438–53. DOI: 10.15252/embj.201386907
  22. O’Callaghan C., Vassilopoulos A. Sirtuins at the crossroads of stemness, aging, and cancer. Aging Cell. 2017; 16 (6): 1208–18. DOI: 10.1111/acel.12685
  23. Parodi-Rullán R.M., Chapa-Dubocq X.R., Javadov S. Acetylation of Mitochondrial Proteins in the Heart: The Role of SIRT3. Front Physiol. 2018; 9: 1094. DOI: 10.3389/fphys.2018.01094
  24. Picard F., Kurtev M., Chung N. Sirt1 promotes fat mobilization in white adipocytes by repressing PPAR-gamma. Nature. 2004; 429 (6993): 771–6. DOI: 10.1038/nature02583
  25. Pinto Y.M., Elliott P.M., Arbustini E. et al. Proposal for a revised definition of dilated cardiomyopathy, hypokinetic non-dilated cardiomyopathy, and its implications for clinical practice: A position statement of the ESC working group on myocardial and pericardial diseases. Eur Heart J. 2016; 37: 1850–8. DOI: 10.1093/eurheartj/ehv727
  26. Prozorovski T., Schulze-Topphoff U., Glumm R. Sirt1 contributes critically to the redox-dependent fate of neural progenitors. Nat Cell Biol. 2008; 10 (4): 385–94. DOI: 10.1038/ncb1700
  27. Rodgers J.T., Lerin C., Haas W. et al. Nutrient control of glucose homeostasis through a complex of PGC-1alpha and SIRT1. Nature. 2005; 434 (7029): 113–8. DOI: 10.1038/nature03354
  28. Schultheiss H.P., Fairweather D., Caforio A.L.P. et al. Dilated cardiomyopathy. Nat Rev Dis Primers. 2019; 9 (5): 32. DOI: 10.1038/s41572-019-0084-1
  29. Shimizu I., Minamino T. Cellular senescence in cardiac diseases. J Cardiol. 2019; 74 (4): 313–9. DOI: 10.1016/j.jjcc.2019.05.002
  30. Sun C., Zhang F., Ge X. SIRT1 improves insulin sensitivity under insulin-resistant conditions by repressing PTP1B. Cell Metab. 2007; 6 (4): 307–19. DOI: 10.1016/j.cmet.2007.08.014
  31. Weintraub R.G., Semsarian C., Macdonald P. Dilated cardiomyopathy. Lancet. 2017; 390 (10092): 400–14. DOI: 10.1016/S0140-6736(16)31713-5
  32. Xu Z., Zhang L., Fei X. et al. The miR-29b-Sirt1 axis regulates self-renewal of mouse embryonic stem cells in response to reactive oxygen species. Cell Signal. 2014; 26: 1500–5. DOI: 10.1016/j.cellsig.2014.03.010
  33. Zhang, J., He Z., Fedorova J. Alterations in mitochondrial dynamics with age-related Sirtuin1/Sirtuin3 deficiency impair cardiomyocyte contractility. Aging Cell. 2021; 20 (7): e13419. DOI: 10.1111/acel.13419
  34. Дедов Д.В. Комплексная профилактика возраст-ассоциированных и сердечно-сосудистых заболеваний: применение российского натурального препарата БиоДигидрокверцетин торговой марки «Байкальская Легенда». Врач. 2022; 33 (6): 64–7 [Dedov D. Comprehensive prevention of age-related and cardiovascular diseases: the use of the Russian natural remedy BioDihydroquercetin of the Baikal Legend trade mark. Vrach. 2022; 33 (6): 64–7 (in Russ.)]. DOI: 10.29296/25877305-2022-06-11
  35. Обрезан А.Г., Куликов Н.В. Желудочковые экстрасистолии как причина кардиомиопатий. Медицинский альянс. 2018; 4: 70–5 [Obrezan A., Kulikov N. Ventricular extrasystoles as the cause of cardiomyopathy. Meditsinskii al'yans. 2018; 4: 70–5 (in Russ.)].