transmedТрансляционная медицинаTranslational Medicine2311-44952410-5155Almazov National Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia10.18705/2311-4495-2017-4-5-61-68transmed-360Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ, КОДИРУЮЩИХ БЕЛКИ Z-ДИСКА, ПРИ ГИПЕРТРОФИИ МИОКАРДА, ВЫЗВАННОЙ РЕНОВАСКУЛЯРНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ В МОДЕЛИ «2 KIDNEY, 1 CLIP»EXPRESSION OF GENES ENCODING Z-DISC PROTEINS IN CARDIAC HYPERTROPHY CAUSED BY RENOVASCULAR HYPERTENSION IN «2 KIDNEY, 1 CLIP» MODELКнязеваА. А.KnyazevaA. A.

магистр ФГАОУ ВО «СПбПУ Петра Великого»;

master student Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic university;

СмолинаН. А.SmolinaN. A.

к.б.н., н.с. Института молекулярной биологии и генетики ФГБУ «НМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России;

PhD, researher Institute of Molecular Biology and Genetics, Almazov National Medical Research Centre;

КашерининовИ. Ю.KasherininovI. Y.

врач анестезиолог-реаниматолог ФГБУ «НМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России;

anesthesiologist-resuscitator Almazov National Medical Research Centre;

ВербилоС. Л.VerbiloS. L.

врач функциональной диагностики ФГБУ «НМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России;

functional diagnostic practitioner Almazov National Medical Research Centre;

КостареваА. А.KostarevaA. A.

к.м.н., директор Института молекулярной биологии и генетики ФГБУ «НМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России;

MD, Director of Institute of Molecular Biology and Genetics, Almazov National Medical Research Centre

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова»РоссияPeter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University; Almazov National Medical Research CentreRussian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова»РоссияAlmazov National Medical Research CentreRussian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» ; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»РоссияAlmazov National Medical Research Centre; Saint Petersburg National Research University of Information TechnologiesRussian Federation201725122017456168Copyright © Князева А.А., Смолина Н.А., Кашерининов И.Ю., Вербило С.Л., Костарева А.А., 20172017Князева А.А., Смолина Н.А., Кашерининов И.Ю., Вербило С.Л., Костарева А.А.Knyazeva A.A., Smolina N.A., Kasherininov I.Y., Verbilo S.L., Kostareva A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/360

Актуальность. Гипертрофия миокарда ассоциирована с риском развития различных сердечно-сосудистых заболеваний. Причинами возникновения патологической гипертрофии могут служить гемодинамические и нейрогуморальные факторы. На клеточном уровне в развитии гипертрофии важную роль играет элемент кардиомиоцита — Z-диск, белки которого участвуют в поддержании строения саркомера и различных сигнальных взаимодействиях. Вовлечение компонентов Z-диска в процесс развития гипертрофии остается недостаточно изученным. Цель исследования. Проанализировать экспрессию генов, кодирующих белки Z-диска, при гипертрофии миокарда, вызванной преимущественно нейрогуморальными факторами в модели реноваскулярной гипертензии «2 kidney, 1 clip». Материалы и методы. Модель «2 kidney, 1 clip» была реализована на крысах самцах линии Wistar. Животные были разделены на группы в соответствии со временем действия модели. Определение уровня экспрессии генов, кодирующих белки Z-диска, в миокарде крыс проводили при помощи ПЦР в реальном времени. Результаты. Показано изменение экспрессии генов cmya5, actn2, nebl: возрастание на ранних сроках (1, 2 недели) с последующим снижением до контрольного уровня в левом желудочке и постепенное возрастание к поздним срокам (8, 10 недель) в правом желудочке. Экспрессия гена des повышается на сроках 1 и 2 недели в левом и правом желудочках. Выводы. Время действия модели влияет на профили экспрессии генов, кодирующих структурные и сигнальные белки Z-диска при нейрогуморальном воздействии, и подтверждающих роль белков Z-диска в развитии гипертрофии левого и правого желудочков.

Background. Cardiac hypertrophy is a violation of myocardium structure, that increases risk for development of various cardiovascular diseases. Pathological hypertrophy can be triggered by hemodynamic and neurohumoral factors. At cellular level structural element of cardiomyocytes Z-disk, containing a great number of proteins, plays a crucial role in hypertrophy progression. Involvement of Z-disk components in cardiac hypertrophy development is not throughly investigated. Objective. The goal of the work was to investigate expression of genes encoding Z-disk proteins in cardiac hypertrophy caused by renovascular hypertension. Design and methods. «2 kidney, 1 clip» model was performed on male Wistar rats. Animals were divided into groups regarding to model duration.Gene expression in right and left ventricles was analyzed by real-time PCR. Results. We demonstrated altered expression of cmya5, actn2, nebl: increase at the early stage (1, 2 weeks), followed by decrease to basal level in left ventricle and gradual increase to the later stage (8, 10 weeks) in right ventricle. Des was upregulated at the early stage in both ventricles. Conclusion. Stage of hypertrophy progression could affect expression of genes, encoding Z-disk proteins. Thus, confi rming involvement of Z-disc proteins in cardiac hypertrophy development caused by neurohumoral factors in left and right ventricles.

белки Z-дискагипертрофия миокардареноваскулярная гипертензияZ-disk proteinscardiac hypertrophyrenovascular hypertensionReferencesKahan T, Bergfeldt L. Left ventricular hypertrophy in hypertension: its arrhythmogenic potential. Heart. 2005; 91: 250–256.Kahan T, Bergfeldt L. Left ventricular hypertrophy in hypertension: its arrhythmogenic potential. Heart. 2005; 91: 250–256.Herrmann SM, Textor SC. Current Concepts in the Treatment of Renovascular Hypertension. Am J Hypertens. 2017. [Epub ahead of print].Herrmann SM, Textor SC. Current Concepts in the Treatment of Renovascular Hypertension. Am J Hypertens. 2017. [Epub ahead of print].Tsyrlin VA, Galagudza MM, Kuzmenko N V., Pliss MG, Rubanova NS, Shcherbin YI. Arterial Baroreceptor Refl ex Counteracts Long-Term Blood Pressure Increase in the Rat Model of Renovascular Hypertension. PLoS One. 2013; 8 (6): 1–9.Tsyrlin VA, Galagudza MM, Kuzmenko N V., Pliss MG, Rubanova NS, Shcherbin YI. Arterial Baroreceptor Refl ex Counteracts Long-Term Blood Pressure Increase in the Rat Model of Renovascular Hypertension. PLoS One. 2013; 8 (6): 1–9.Hoshijima M. Mechanical stress-strain sensors embedded in cardiac cytoskeleton: Z disk, titin, and associated structures. Am J Physiol Heart Circ Physiol [Internet]. 2006; 290 (4): H1313-25.Hoshijima M. Mechanical stress-strain sensors embedded in cardiac cytoskeleton: Z disk, titin, and associated structures. Am J Physiol Heart Circ Physiol [Internet]. 2006; 290 (4): H1313-25.Knöll R, Buyandelger B, Lab M. The sarcomeric Z-disc and Z-discopathies. J Biomed Biotechnol [Internet]. 2011; 2011: 569–628.Knöll R, Buyandelger B, Lab M. The sarcomeric Z-disc and Z-discopathies. J Biomed Biotechnol [Internet]. 2011; 2011: 569–628.Lyon RC, Zanella F, Omens JH, Sheikh F. Mechanotransduction in cardiac hypertrophy and failure. Circ Res. 2015; 116 (8): 1462–1476.Lyon RC, Zanella F, Omens JH, Sheikh F. Mechanotransduction in cardiac hypertrophy and failure. Circ Res. 2015; 116 (8): 1462–1476.Tabish AM, Azzimato V, Alexiadis A, Buyandelger B, Knöll R. Genetic epidemiology of titin-truncating variants in the etiology of dilated cardiomyopathy. Biophys Rev [Internet]. 2017; 9 (3): 207–223.Tabish AM, Azzimato V, Alexiadis A, Buyandelger B, Knöll R. Genetic epidemiology of titin-truncating variants in the etiology of dilated cardiomyopathy. Biophys Rev [Internet]. 2017; 9 (3): 207–223.Frank D, Frey N. Cardiac Z-disc signaling network. J Biol Chem. 2011; 286 (12): 9897–9904.Frank D, Frey N. Cardiac Z-disc signaling network. J Biol Chem. 2011; 286 (12): 9897–9904.Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of Relative Gene Expression Data Using Real-Time Quantitative PCR and the 2−ΔΔCT Method. Methods [Internet]. 2001; 25 (4): 402–408.Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of Relative Gene Expression Data Using Real-Time Quantitative PCR and the 2−ΔΔCT Method. Methods [Internet]. 2001; 25 (4): 402–408.Oliveira-sales EB, Colombari E, Abdala AP, Campos RR, Paton JFR. Sympathetic overactivity occurs before hypertension in the two-kidney, one-clip model. 2016; 1(November 2015): 67–80.Oliveira-sales EB, Colombari E, Abdala AP, Campos RR, Paton JFR. Sympathetic overactivity occurs before hypertension in the two-kidney, one-clip model. 2016; 1(November 2015): 67–80.Nakagami H, Kikuchi Y, Katsuya T, Morishita R, Akasaka H, Saitoh S, et al. Gene polymorphism of myospryn (cardiomyopathyassociated 5) is associated with left ventricular wall thickness in patients with hypertension. Hypertens Res. 2007; 30 (12): 1239–1246.Nakagami H, Kikuchi Y, Katsuya T, Morishita R, Akasaka H, Saitoh S, et al. Gene polymorphism of myospryn (cardiomyopathyassociated 5) is associated with left ventricular wall thickness in patients with hypertension. Hypertens Res. 2007; 30 (12): 1239–1246.Sequeira V, Nijenkamp LLAM, Regan JA, Velden J Van Der. Biochimica et Biophysica Acta The physiological role of cardiac cytoskeleton and its alterations in heart failure. BBA - Biomembr [Internet]. 2014; 1838 (2): 700–722.Sequeira V, Nijenkamp LLAM, Regan JA, Velden J Van Der. Biochimica et Biophysica Acta The physiological role of cardiac cytoskeleton and its alterations in heart failure. BBA - Biomembr [Internet]. 2014; 1838 (2): 700–722.Hernandez DA, Bennett CM, DuninaBarkovskaya L, Wedig T, Capetanaki Y, Herrmann H, et al. Nebulette is a powerful cytolinker organizing desmin and actin in mouse hearts. Mol Biol Cell [Internet]. 2016; 27: mbc.E16-04-0237.Hernandez DA, Bennett CM, DuninaBarkovskaya L, Wedig T, Capetanaki Y, Herrmann H, et al. Nebulette is a powerful cytolinker organizing desmin and actin in mouse hearts. Mol Biol Cell [Internet]. 2016; 27: mbc.E16-04-0237.Monreal G, Nicholson LM, Han B, Joshi MS, Phillips AB, Wold LE, et al. Cytoskeletal remodeling of desmin is a more accurate measure of cardiac dysfunction than fi brosis or myocyte hypertrophy. Life Sci [Internet]. 2008; 83 (23–24): 786–794.Monreal G, Nicholson LM, Han B, Joshi MS, Phillips AB, Wold LE, et al. Cytoskeletal remodeling of desmin is a more accurate measure of cardiac dysfunction than fi brosis or myocyte hypertrophy. Life Sci [Internet]. 2008; 83 (23–24): 786–794.Voelkel NF, Quaife RA, Leinwand LA, Barst RJ, McGoon MD, Meldrum DR, et al. Right ventricular function and failure: Report of a National Heart, Lung, and Blood Institute working group on cellular and molecular mechanisms of right heart failure. Circulation. 2006; 114 (17): 1883–1891.Voelkel NF, Quaife RA, Leinwand LA, Barst RJ, McGoon MD, Meldrum DR, et al. Right ventricular function and failure: Report of a National Heart, Lung, and Blood Institute working group on cellular and molecular mechanisms of right heart failure. Circulation. 2006; 114 (17): 1883–1891.Te Riet L, Van Esch JHM, Roks AJM, Van Den Meiracker AH, Danser AHJ. Hypertension: Renin-Angiotensin-Aldosterone System Alterations. Circ Res. 2015; 116 (6): 960–975.Te Riet L, Van Esch JHM, Roks AJM, Van Den Meiracker AH, Danser AHJ. Hypertension: Renin-Angiotensin-Aldosterone System Alterations. Circ Res. 2015; 116 (6): 960–975.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.