Изменение экспрессии гена MADD в различных экспериментальных моделях гипертрофии миокарда

Цель исследования — оценка экспрессии генаMADD при развитии гипертрофии миокарда, вызванной гемодинамическими факторами в модели коарктации аорты, а также в модели реноваскулярной артериальной гипертензии (модель «2 почки, 1 клипса»).

Материалы и методы. Работа выполнена на крысах линии Вистар (n = 60) в возрасте 8 недель. В целях моделирования гипертрофии миокарда использованы две экспериментальные модели: модель коарктации аорты (n = 30) и модель «2 почки, 1 клипса» (n = 21). Животные были разделены на группы в соответствии с длительностью эксперимента (1 и 10 недель), также была выделена группа интактных животных (n = 9). Формирование гипертрофии миокарда верифицировалось посредством эхокардиографии. После эвтаназии и забора миокарда ткани были гомогенизированы в среде Extract RNA reagent (Evrogen) с целью получения РНК. Комплементарную цепь ДНК получали посредством обратной транскрипции при помощи праймеров Random (dN) 10-primer (Evrogen) и MMLV RT kit (Evrogen). Определение относительного уровня экспрессии гена MADD в миокарде крыс проводили при помощи полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Уровень экспрессии рассчитывался при помощи метода ΔΔCt, в качестве референсного контроля использовались гены GAPDH и HPRT.

Результаты. В модели коарктации аорты экспрессия гена MADD в группе 1 недели была выше (р < 0,05) в сравнении с интактной группой; в данной модели выявлены корреляции экспрессии гена MADD с экспрессией гена NPPA в виде прямой зависимости, а также с такими показателями эхокардиографии, как конечный систолический размер, конечный диастолический размер, индекс массы миокарда, в виде прямой зависимости (р < 0,05) и со значением фракции укорочения в виде обратной зависимости (р < 0,05). В модели реноваскулярной гипертензии не выявлено значимого повышения экспрессии гена MADD в образцах миокарда животных экспериментальной группы по сравнению с интактными животными.

Заключение. Экспрессия гена MADD увеличивается преимущественно под действием остро развившейся гемодинамической перегрузки и, вероятно, имеет значение для формирования немедленного ответа со стороны кардиомиоцитов на фактор нагрузки давлением. Были обнаружены корреляции уровня экспрессии гена MADD с такими эхокардиографическими параметрами, как фракция укорочения, конечнодиастолический и конечно-систолический размеры левого желудочка.

1. Полякова А. А., Давыдова В. Г, Стрельцова А. А., Крутиков А. Н., Пыко С. А., Кленина И. С. и др. Ассоциация полиморфных вариантов генов MADD и MYH7 и гипертрофической кардиомиопатии у пациентов старше 45 лет. Кремлевская медицина. Клинический вестник. 2017;(1):47-54.

2. Лясникова Е. А., Улитин А. М., Тишкова В. М., Куу-лар А. А., Муравьев А. С., Козырева А. А. и др. Генетические детерминанты, ассоциированные с развитием и прогнозом постинфарктного ремоделирования и хронической сердечной недостаточности. Трансляционная медицина. 2018;5(1):15— 24. doi: 10.18705/2311-4495-2018-5-1-15-24

3. Defer N, Azroyan A, Pecker F, Pavoine C. TNFR1 and TNFR2 signaling interplay in cardiac myocytes. J Biol Chem. 2007;282(49):35564-35573. PubMed PMID:17913704; doi:10.1074/jbc.M704003200

4. Spinale FG, Coker ML, Heung LJ, Bond BR, Gunasin-ghe HR, Etoh T et al. A matrix metalloproteinase induction/activation system exists in the human left ventricular myocardium and is upregulated in heart failure. Circulation. 2000;102(16):1944-1949. doi:10.1161/01.cir.102.16.1944

5. Kurada BR, Li LC, Mulherkar N, Subramanian M, Prasad KV, Prabhakar BS. MADD, a splice variant of IG20, is indispensable for MAPK activation and protection against apoptosis upon tumor necrosis factor-alpha treatment. J Biol Chem. 2009;284(20):13533-13541. doi:10.1074/jbc.M808554200

6. Saini S, Sripada L, Tulla K, Kumar P, Yue F, Kunda N et al. Loss of MADD expression inhibits cellular growth and metastasis in anaplastic thyroid cancer. Cell Death Dis. 2019;10(2):145. doi:10.1038/s41419-019-1351-5

7. Zhang T, Hu Y, Ju J, Hou L, Li Z, Xiao D et al. Downregulation of miR-522 suppresses proliferation and metastasis of non-small cell lung cancer cells by directly targeting DENN/MADD domain containing 2D. Sci Rep. 2016;6:19346. PMID: 26783084; PMCID: PMC4726064; doi:10.1038/srep19346

8. Del Villar K, Miller CA. Down-regulation ofDENN/MADD, a TNF receptor binding protein, correlates with neuronal cell death in Alzheimer's disease brain and hippocampal neurons. Proc Natl Acad Sci USA. 2004;101(12):4210-4215. doi:10.1073/pnas.0307349101

9. Wu CK, Huang YT, Lee JK, Chiang LT, Chiang FT, Huang SW et al. Cardiac myosin binding protein C and MAP-kinase activating death domain-containing gene polymorphisms and diastolic heart failure. PLoS One. 2012;7(4):e35242. doi:10.1371/journal.pone.0035242

10. Sadayappan S, Gulick J, Osinska H, Martin LA, Hahn HS, Dorn GW et al. Cardiac myosin-binding protein-C phosphorylation and cardiac function. Circ Res. 2005;97(11): 1156-1163. doi:10.1161/01.RES.0000190605.79013.4d

11. Tong CW, Nair NA, Doersch KM, Liu Y, Rosas PC. Cardiac myosin-binding protein-C is a critical mediator of diastolic function. Pflugers Arch Eur J Physiol. 2014;466(3):451-457. doi:10.1007/s00424-014-1442-1

12. Sadayappan S, Osinska H, Klevitsky R, Lorenz JN, Sargent M, Molkentin JD et al. Cardiac myosin binding protein C phosphorylation is cardioprotective. Proc Natl Acad Sci USA. 2006;103(45):16918-16923. doi:10.1073/pnas.0607069103

13. Cho JS, Cho EJ, Lee J, Choi HD, Park KC, Lee KH et al. Myocardial mechanics in a rat model with banding and debanding of the ascending aorta. J Cardiovasc Ultrasound. 2014;22(4): 189-195. doi:10.4250/jcu.2014.22.4.189

14. Friehs I, Cowan DB, Choi YH, Black KM, Barnett R, Bhasin MK et al. Pressure-overload hypertrophy of the developing heart reveals activation of divergent gene and protein pathways in the left and right ventricular myocardium. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2013;304(5): H697-H708. doi:10.1152/ajpheart.00802.2012

15. van den Bosch BJ, Lindsey PJ, van den Burg CM, van der Vlies SA, Lips DJ, van der Vusse GJ et al. Early and transient gene expression changes in pressure overload-induced cardiac hypertrophy in mice. Genomics. 2006;88(4):480-488. doi:10.1016/j.ygeno.2006.04.012

16. Кузьменко Н. В., Князева А. А., Головкин А. С., Крутиков А. Н., Мишанин А. И., Павлов Г. С. и др. К анализу возможных механизмов развития унилатеральной вазоренальной гипертензии. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2017;103(12):1377-1394.

17. Lang RM, Badano LP, Mor-Avi V, Afilalo J, Armstrong A, Ernande L et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2015;16 (3):233-270. doi:10.1093/ehjci/jev014

18. Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2 (-Delta Delta C (T)) Method. Methods. 2001;25(4):402-8. doi:10.1006/meth.2001.1262

19. KnyazevaA, Krutikov A, GolovkinA, MishaninA, Pavlov G, Smolina N et al. Time- and ventricular-specific expression profiles of genes encoding Z-Disk proteins in pressure overload model of left ventricular hypertrophy. Front Genet. 2019;9:684. doi:10.3389/fgene.2018.00684

20. Sergeeva IA, Christoffels VM. Regulation of expression of atrial and brain natriuretic peptide, biomarkers for heart development and disease. Biochim Biophys Acta. 2013;1832 (12):2403-13. doi:10.1016/j.bbadis.2013.07.003