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LOS ESFINGOLÍPIDOS EN LA ATEROSCLEROSIS Y BIOLOGÍA VASCULAR

Thudichum 1 es un cerebrósido que se descubrió por primera vez en los humanos en el tejido cerebral en 1884. Un componente característico de esta y todos los glicoesfingolípidos (GSLs) es un amino alifático el alcohol, la esfingosina. Thudichum llama este compuesto esfingosina debido a su carácter enigmático químicos (Que contiene tanto los grupos amina y el alcohol, pero insoluble en el agua), refiriéndose a la esfinge de la mitología griega que enigmas que plantea. Desde entonces, la mayoría de los estudios sobre esfingoglicolipidos han llevado a cabo en cuanto a la determinación su estructura, la biosíntesis y degradación. Estos compuestos podrían haber caído en el olvido si no hubiera. Se ha demostrado que la incapacidad para catabolizar GSLs ciertas como resultado su acumulación en diversos tejidos, dando lugar a enfermedades metabólicas, 2 colectivamente denominados el "glicoesfingo-lipidos." Estudios previos han sugerido que debido a que la mayoría de la sphingoglycolipids se localizan en la superficie celular, que podrían servir como marcadores de superficie celular y antígenos, por ejemplo, sistemas de grupos sanguíneos ABO, P y Lewis heterófilos Forsmann antígeno y antígenos asociados a tumores. Porque ceramida confiere una rigidez relativamente más estructural que diacilglicerol, el GSLs puede impartir la rigidez a la célula membrana, así como interactuar con ligandos exógenos a través de hidratos de carbono componentes. Hoy en día, han sido implicados GSLs en la regulación de diversos aspectos de los fenómenos celulares. En este artículo, me centraré sobre todo en el papel potencial de lactosylceramide (LacCer) en la aterosclerosis y vasculares biología. Por otra parte, el posible papel de la esfingomielina a través de la hidrólisis neutra esfingomielinasa (N-SMase), la posterior generación de ceramida, y la posibilidad de implicación de esta vía de transducción de señales en diferentes reacciones, en particular la apoptosis, se abordarán. El papel de los esfingolípidos más complejos y GSLs complejo cuenta con sido recientemente revisados por otros.3-7 Esta revisión está escrito señalar el papel potencial de los esfingolípidos en la aterosclerosis y la biología vascular.

Los esfingolípidos: estructura, biosíntesis, la degradación, y localizaciónEsfingoglicolipidos son compuestos que contienen un grasos de cadena larga alcohol esfingosina amina llamada. Esfingosina y deshidrosfingosina son típicos esfingolipidos en mamíferos. El grupo NH2 en la esfingosina es por lo general acilado por un ácido graso o un ácido graso 2-hidroxi para formar la ceramida. El ácido graso más común en GSLs varía, dependiendo del tipo de GSL y la fuente. Por ejemplo, el cerebro cerebrósido es C20-C24 que, gangliósido cerebro es C16-C18; globósido eritrocitos es C20-C22. Por el contrario, los más comunes ácidos grasos en la esfingomielina se C16-C18. La adición de azúcar residuos a la ceramida GSLs formas. El GSLs pueden dividirse en al por lo menos tres subclases: (1) GSLs neutral que contienen ceramida y en por lo menos un residuo de azúcar (glucosilceramida LacCer y se encuentran entre los aparecen con más frecuencia glicolípidos neutros presentes en casi todos los tejidos), (2) gangliósidos que contienen ceramida y azúcares, como así como un ácido siálico (ácido N-acetilneuramínico) y / o ácido N-glicolilneuramínico, y (3) sulfátidos que contienen ceramida, azúcares, y el sulfato de uno. La clasificación general de GSLs también sobre la base de diferencias en la estructura principal, tales como la lactoseries (R-GlcNAcb13GlcCer), el globoseries (R-Gala134GlcCer); y los gangliósidos (R-GalNAcb134GlcCer). La estructura de GSLs variadas que se encuentran en las células de la pared vascular se presenta en la Tabla 1.

La estructura detallada de LacCer y la esfingomielina se muestra en la Figura 1. En total, la estructura de 60 GSLs ha sido publicados, y se prevé que, dada la posibilidad de isomerización, 0,2000 de sphingoglycolipids pueden existir en la naturaleza.La biosíntesis de GSLs se inicia con la condensación de una aminoácido común, serina, con un acil coenzima (CoA), por lo general palmitoil-CoA reductasa, para formar 3-ketodihidrosfingosina (Figura2). La enzima que cataliza esta reacción se llama grasos serina aciltransferasa (CE 2.3.1.5.0). El producto que se forma se llama 3-ketosphingananine. En la reducción de 3-ketosphinganine en la presencia de NADPH, D-eritro-3-ketodihidros se genera. A continuación, se dehydrosphingosine acilados en presencia de ácidos grasos acil CoA para formar D-eritro-dihidroceramida. A continuación, D-erytrodihidroceramida se oxida para formar D-erythroceramide.8, 9 La doble enlace en la molécula de erythroceramide es fundamental para su función en la iniciación de la apoptosis, ya que estudios recientes han revelado que D-erythrodihydroceramide que no contenga el doble enlace no inducir la apoptosis en cultivos de células de mamíferos.

Ceramida tiene diversos destinos. Por lo general, se utiliza la ceramida para la síntesis de esfingomielina de fosfatidilcolina (PC) a través de la enzima colina fosfotransferasa. En segundo lugar, la ceramida puede ser fosforilada para formar ceramida-1-fosfato. Del mismo modo, la esfingosina puede ser fosforilada para formar esfingosina-1-fosfato y posteriormente se fragmenta para hexadecanol e hidrolizado en un grasos. El ácido y el fosfato de etanolamina. Además, la esfingosina puede ser desnaturalizada para formar compuestos como el N, N9-dimethylsphingosine. Esfingosina también puede ser glicosilada para formar galactosylsphingosine, que está presente en el tejido cerebral. En tercer lugar, la transferencia secuencial de residuos de azúcar a partir de azúcares de los nucleótidos para la ceramida es un elemento esencial paso en la GSL biosynthesis. Por ejemplo, la transferencia de la glucosa de la UDP-glucosa a través de UDP-glucosa: Cer, b1-4glucosyltransferase (GlcT-1) da lugar a la síntesis de la glucosilceramida (glucosilceramida). El Además de un residuo de galactosa de la UDP-galactosa en glucosilceramida resultados en la síntesis de LacCer. La enzima UDPgalactose:Glucosilceramida, b1-4galtransferase (GALT-2) y / o sintasa LacCer cataliza la síntesis de LacCer. Estos glicosiltransferasas GSL se localizan en el aparato de Golgi, aumento de la actividad de Galt-2 y el aumento de los niveles de LacCer en la hipercolesterolemia familiar y en la aterosclerosis ha sido reported.12, 13 Los niveles de GSLs otras estrías grasas y placas también se han reportado.

Sin embargo, hasta ahora, una enfermedad metabólica humana debido a la biosíntesis anormal de GSL no se ha demostrado. De hecho, el base bioquímica de varios sphingoglycolipidoses heredada se debe a la incapacidad de estos pacientes para hidrolizar GSLs diversosesfingomielina.

El catabolismo de GSLs se produce principalmente por los enzimas lisosomaticas localizadas. LacCer y glucosilceramida son hidrolizados secuencialmente por la eliminación de los residuos de azúcar, tales como galactosa y glucosa, respectivamente, a través de exoglycosidases específicos que se lisosomal en origen. La falta de b-glucocerebrosidasa en los resultados de la

actividad de la enfermedad de Gaucher en la acumulación de glucosilceramida en el bazo en estos pacientes. La deficiencia o ausencia de resultados en la acumulación ceramidasa de la ceramida en órganos neuronales y visceral en Farber enfermedad. Recientemente, la hidrólisis en bloque de los oligosacáridos de GSLs a través de enzimas llamadas glycanases ceramida ha sido reportados trastornos metabólicos en los mamíferos, debido a la falta de esta enzima no se han encontrado. Esfingomielina es hidrolizado por una SMase ácida lisosomal SMase llamado como así como una célula activa Mg21 SMase asociada a membrana, denominado N-SMase, porque prefiere un pH neutro para una óptima actividad, deficiencia y / o la falta de actividad en ácido SMase Neimann-Pick enfermedad es el resultado de la neuropatía y la marcada muerte, esfingomielina también pueden ser hidrolizados por una grasos hidrolasa acilo (fosfolipasa D) para generar lisosfingomielina. Por lo tanto, todos los esfingolípidos se catabolizan a la ceramida. La ceramida es hidrolizada por la esfingosina y ceramidasa de ácidos grasos. Varios análogos estructurales de esfingoglicolipidos publicado recientemente se han utilizado para estudiar el papel de estas compuestos (Figura 1, véase más adelante). Aunque la creencia general es que son sphingoglycolipids predominantemente localizados en el folleto exterior de las membranas celulares, se necesita más evidencia para apoyar dicha afirmación. GSL parece ocurrir en forma de racimo, a juzgar por la electrónica microscopía de anticuerpos conjugados ferritina y goldconjugated lectinas se aplica a la superficie celular por congelación y fractura liposomas artificiales membranas. En los estudios realizados por us23 y otros, 24 LacCer se encuentran principalmente localizados en vesículas citoplasmáticas en las células, aunque algunos LacCer siempre está disponible en la superficie de las células. Esto tiene importantes implicaciones para los fenómenos biológicos diferentes que LacCer puede impartir. Por otra parte, el 90% de la esfingomielina se localiza en el folleto exterior de la célula membrana. Fosfocolina, el grupo de cabeza polar de la esfingomielina, Probablemente a cabo los proyectos hacia el exterior de la célula, y la ceramida componente no polar de la esfingomielina es "enterrado" en la bicapa lipídica.

Distribución de las lipoproteínas y GSLs en las células vascularesEstudios anteriores revelaron que varios de los GSLs se muestra en la Tabla 1 se encontraron en los estudios posteriores revelaron plasma. GSLs que no existen en una forma libre en el plasma, sino los que están asociados lipoproteinas. La cuantía total de las GSLs (en nanomoles por decilitro) de las lipoproteínas plasmáticas en sujetos normales fueron los siguientes: VLDL, traza a 0,46; LDL, 1,08 a 1,48; HDL2, 0,62 a 0,85, y HDL3, traza a 2,28. Curiosamente, en los sujetos con alta lipoproteína Lp (a), HDL2 y HDL3 contenía la mayor parte de la GSLs en el HDL. Cuando el los datos se expresaron en relación con GSLs (nanomoles de la glucosa por miligramo de colesterol de lipoproteínas), los valores fueron los la siguiente manera: VLDL, traza a 21,2; LDL, 11,7 a 15,3; HDL2, 8,5 a 9,1, y HDL3, 3,1. GSLs no se detectaron en el deficiencia de lipoproteína-plasma.29 Los niveles elevados de GSLs (2 – a 4-veces) en individuos hipercolesterolémicos familiares homocigotos han sido reportados. Parece que la mayoría, si no todos, GSLs están asociados con las LDL en individuos normales y como en pacientes con hipercolesterolemia familiar y en glycosphingolipidoses. GSLs no covalentemente bound, pero se asocian a las lipoproteínas, ya que son secretadas por el hígado. Por lo tanto, GSLs puede ser intercambiada entre las lipoproteínas, entre las células y las lipoproteínas, o viceversa, a través de vertimiento

y / o la endocitosis mediada por receptor, respectivamente. La distribución de GSLs en las células vasculares, estrías grasas, y calcificadas placas se resumen en la Tabla 1

Regulación del Metabolismo de Esfingoglicolipidos por las lipoproteínasUna característica interesante respecto a la regulación de GSLs fue la conclusión de que las lipoproteínas LDL ejercido como un tiempo y inhibición dependiente de la concentración de la síntesis de LacCer, 30 como [3H] serina, [galactosa 3H], [3H] glucosa, y [3H] palmitato que son precursores de la biosíntesis de GSL. Para ejemplo, LDL inhibió la incorporación de varios precursores en LacCer. Además, cuando el LDL (10 mg / mL) agregado a los cultivos de células de riñón humano, fibroblastos, chino hámster células de ovario y ASMCs, las actividades de los distintos enzimas de la vía biosintética (Figura 2) de simple y GSLs complejo se analizaron específicamente LDL suprimido la actividad de la GALT-2,31-34 LDL también disminuyó el nivel de LacCer en el riñón humano normal cells.30 inmunocitoquímico estudios con anticuerpos anti-conjugado con LacCer FITC, se apreció una disminución en el LDL-tinción tratados normal células en comparación con los controles. Debido a la cinética de inhibición de la GALT-2 por la actividad LDL se inhibe la inhibición de la 3-hidroxi-3-metilglutaril (HMG) actividad CoA reductasa por LDL en condiciones normales de cultivo fibroblastos de la piel, coordinar la regulación de la síntesis de LacCer y la síntesis de colesterol por LDL35 fue postulados. Laregulación de la biosíntesis de colesterol LDL por LacCer se hizo también en un número de otras células diploides, como ASMCs, tubular renal células, y de ovario de hámster chino cells.30 Además, LDL vinculante, la internalización y la degradación eran esenciales pararegulación a la baja el LDL-mediada de la actividad GALT-2, lo que implica un papel importante para los receptores de LDL en este proceso. El efecto sobre el metabolismo de las LDL LacCer no era una relación sencilla al hecho de que el LDL fue el principal agente en la sangre de LacCer, desde HDL, que también tiene cantidades significativas de LacCer, no inhiben la síntesis celular de LacCer. El lípido componentes de las LDL, como el colesterol, serina, ácidos grasos, y fosfolípidos varias, no para suprimir la actividad de Galt-2 en los cultivos de celulas. LDL de hipercolesterolemia familiar homocigotos figura 2 - a los niveles 4 veces mayor de GSLs, incluyendo LacCer, suprimió la actividad de la GALT-2 (En las células normales tienen receptores funcionales de LDL) a una similar medida normal de LDL. Estos estudios sugieren que en conjunto la apoproteína B fracción, a través de su interacción con el LDL receptores, era un paso necesario para el efecto supresor de LDL en la actividad de Galt-2.

Aunque la presencia de receptores de LDL en las células normales se necesarios para la regulación a la baja de la biosíntesis de LacCer LDL, en claro contraste, la ausencia de receptores de LDL resultados en la falta de regulación de la biosíntesis de LacCer. Varias líneas de evidencia apoyan este principio. Cuando los fibroblastos de LDL fibroblastos con receptores negativos de hipercolesterolémicos familiares homocigotos se incubaron con LDL, la actividad de Galt-2 aumentó in vitro y en células epiteliales urinaria derivados de estos pacientes. En las células humanas del tumor renal (Que carecen de receptores de LDL), LDL notablemente estimulado el actividad de Galt-2 y LacCer biosynthesis.38 Por el contrario, Galt LDL regulados a la baja-2 y la síntesis de la actividad en LacCer túbulo proximal renal normal cells.30, 36 Cuando la lisinaresiduos de la apolipoproteína B de las LDL son bloqueados por el reductor metilación, LDL no puede entrar a las células a través de la LDL del receptor. Por lo tanto, desnaturalizado LDL

internalizados a través de un LDL vía del receptor-independiente (vía basurero) marcadamente estimuló la actividad de Galt-2, que indica que la entrada de LDL modificada en las células a través del tesoro vía conduce a una regulación al alza en lugar de una regulación a la baja de la producción LacCer.

CONSECUENCIAS DE LA OXIDACIÓN DE LDL EN EL METABOLISMO DE ESFINGOGLICOLIPIDO, DE LA CÉLULA. PROLIFERACIÓN Y MUERTE CELULAR EN LA ATEROSCLEROSIS

Estudios previos han demostrado que, si bien un importante papel de las LDL implica la entrega normal de colesterol a extrahepática tejido a través de las LDL (B, E) del receptor, los niveles elevados de plasma y el colesterol LDL favorecen la aterosclerosis a través de un aumento la captación de LDL y / o Ox-LDL a través del camino. Los estudios en seres humanos y en modelos animales experimentales han postulado el papel de Ox-LDL en la aterosclerosis. Ox-LDL se ha encontrado en aterosclerótica plaquetaria, probucol, un potente antioxidante, derogó la oxidación de LDL y la placa formación en la experimentación animals.40 Después de la interacción de las LDL con celulas endotelial y células musculares lisas, de 42 años fue LDL oxidado. Estas LDL modificada promovido la formación de células espumosas estimulando la acumulación de ésteres de colesterol en los macrófagos y en ASMCs.

Sin embargo, estos estudios no dieron más detalles de la bioquímica mecanismos involucrados en la oxidación de las LDL. Por otra parte, conocimientos sobre el papel potencial de Ex-LDL en ASMC proliferación, un sello distintivo en la patogenia de la aterosclerosis ", faltaba. Los estudios realizados en nuestro laboratorio con humanos plasma Ex-LDL (modificada por sulfato de cobre), reveló un doble efecto fisiológico de Ex-LDL en Asmas cultivadas. En caso de baja concentraciones (5 a 10 mg / mL), Ox-LDL ejerció una 2 - estimulación 3-pliegue de la proliferación celular, como lo indica viables. Recuento de Células y [3H] timidina en el ADN. Ox- LDL había poco o ningún efecto sobre la liberación de LDH, lo que indica que Ox-LDL en bajas concentraciones no tóxicas a las células. Por el contrario, en altas concentraciones (50 a 100 mg / mL de Ox-LDL), hubo un marcado aumento de LDH liberación en el medio de cultivo, lo que indica que la membrana integridad había sido compromised.43 esta afirmación una marcada disminución de la [3H] timidina incorporación y un total pérdida de la viabilidad celular. Estos experimentos preliminares establecer el etapa de lo que indica que Ox-LDL puede tener un doble papel en aterosclerosis. En primer lugar, los bajos niveles circulantes de Ox-LDL pueden estar involucrados en la proliferación de ASMCs durante las primeras etapas de la aterosclerosis. Por otra parte, en avanzado etapas de la aterosclerosis, cuando Ox-LDL se encuentra en abundancia en placas, se puede inducir la muerte celular programada (apoptosis) en ASMCs que a su vez puede conducir a la rotura de la placa y el secuelas clínicas de la aterosclerosis (véase más adelante).

PAPEL DE GLICOESFINGOLÍPIDOS EN PROLIFERACIÓN CÉLULAR

Efecto de Ox-LDL en Galt-2 y LacCerUn vínculo importante entre Ox-LDL, LacCer, y la proliferación celular quedó al descubierto cuando se comprobó que Ox-LDL ejercida un tiempo y estimulación dependiente de la

concentración tanto en el actividad de Galt-2 y en la biosíntesis endógena LacCer (Figura 3) .45 Esto parece ser un efecto específico de Ox-LDL, desde Ox-LDL no estimulan la actividad de GlcT-1 y / o las actividades de otras enzimas catabólicas pertinentes en GSL metabolismo (Figura 1). La preincubación de ASMCs con unos anticuerpos contra cualquiera de Ox-LDL o Galt 2-comprometida activación de Ox-LDL mediada de Galt-2 y la proliferación celular. 45 A continuación, se demostró que sí LacCer marcadamente estimuló la proliferación de ASMCs. Para fundamentar estos nuevos estudios, se utilizó un inhibidor de la D-treo-1-fenil-2-decanoylamino-3-morpholino-1-propanol (D-PDMP) (Figura 2). A pesar de que D-PDMP se ha sugerido que un específico objetivo para GlcT-1, 44 estudios posteriores han revelado que es un inhibidor no específico de una serie de glicosiltransferasas GSL. En consecuencia, no es sorprendente observar que D-PDMP inhibió la actividad de ambas GlcT-1 y 2-en Galt ASMCs. Por otra parte, D-PDMP derogó la Ox-LDL mediada por estimulación de la proliferación celular en ASMCs.47 La inhibición de esta vía está ya superada por la exógena. Además de LacCer, pero no glucosilceramida. Por otra parte, L-PDMP activado Galt-2 y estimuló la proliferación de ASMC. Estas observaciones sugieren que Galt-2 es el objetivo de Ox-LDL acción. LacCer producido como consecuencia de Galt-2 de activación es contratado como mensajero de un lípido segundo inducción de células proliferacion. Un modelo hipotético que representa estas reacciones se presenta en la Figura 4

LacCer, superóxido, y rutas de segundos mensajerosLos estudios anteriores sugieren un posible papel de LacCer comolípidos segundo mensajero en la mediación de Ox-LDL inducida ASMC proliferación. Sin embargo, ya sea por sí misma o LacCer si algunos molécula adicional contratado por LacCer a transducir los fenómenos de señalización no era discernirse estos estudios. Una clase de altamente difusible y ubicua moléculas, llamadas especies reactivas del oxígeno (ROS), acaba de ha reconocido que actúan como intermediarios para la señalización citocinas proinflamatorias como la interleucina-1 y el tumor el factor de necrosis-a (TNF-a) .48 ROS abarca especies como como el superóxido (O2 2), H2O2, NO, e hidroxilo radicales. El estrés oxidativo, que es un exceso de producción de ROS, obras de teatro un papel en diferentes condiciones patológicas, como la aterosclerosis y cancer. Además, O2 tiene numerosos efectos en función de las células, incluyendo la inducción del crecimiento, la regulación de actividad quinasa, y la inactivación de relajación derivado del endotelio factor, no.52, 53 Por lo tanto, superóxido y sus metabolitos puede funcionar como segundos mensajeros intracelulares e intercelulares, transducción de la estimulación de los receptores en la respuesta bioquímica. Debido a que son muy pequeños, rápidamente difusible, y altamente reactivas, radicales libres y redox tensiones son ahora cree que participar en señalizadores celulares, actual evidencia indica que el uso de diferentes estímulos como una señal de ROS mensajeros para activar los factores de transcripción de genes e inducir expresión.

Nuestros estudios revelaron que la incubación de ASMCs con LacCer estimulado la actividad de la NADPH oxidasa. Esto, a su A su vez, dio lugar a una estimulación de 4 veces en la producción de O22 ~ (Figura 5), pero no de NO. Estos radicales superóxido, a su vez estimulado Ras GTP carga, que a su vez estimula la quinasa cascada de participación de Raf, Mek-2 y p44 activada por mitógenos la proteína quinasa (p44MAPK) actividad Referencias 58 y 59 y Figura 4). La activación / fosforilación de p44MAPK por LacCer dio lugar a la transición de p44MAPK de la

citoplasma al núcleo. Al llegar al núcleo, el forma fosforilada de p44MAPK estimuló la expresión de c-fos, un proto-oncogen proliferación íntimamente involucrado en la celda (Referencias 58 y 59 y la Figura 4). Por otra parte, Estudios adicionales revelaron que ambos Ox-LDL, LacCer, o ambos pueden estimular la expresión de la proliferación celular antígeno nuclear (PCNA), también conocido como ciclina, en los cultivos de ASMCs. Por otra parte, D-PDMP inhibió el Ox-LDL mediada por estimulación en la expresión de PCNA en estos células. La participación de LacCer en la generación de superóxido, Ras carga GTP, y la proliferación celular fue justificado por el el uso juicioso de una variedad de inhibidores conocidos de derogar estas reacciones. Por ejemplo, el LacCer inducida por NADPH actividad oxidasa fue derogada por la preincubación de las células con diphenylene yodonio (DIP), un inhibidor de la NADPH oxidasa. En contraste, los inhibidores de la NADH oxidasa (KCN) no tuvo efectos sobre esta reacción. Del mismo modo, el alopurinol, un inhibidor de la xantina oxidasa, y un inhibidor de la NO sintasa, N-methylarginine, no derogar LacCer inducida superóxido generación y proliferación celular. El glutatión, por el otro parte, disminuyó el LacCer inducida por encima de los fenómenos. LacCer inducida por O2 2 generación o la proliferación celular no fue depende intacta la proteína quinasa C (PKC), de 58 años ya que los inhibidores de la PKC, estaurosporina y el acetato de forbol miristoil, no prevenir los efectos de LacCer. Curiosamente, ni los inhibidores mencionados anteriormente ni Cu21 alterado la actividad de Galt-2 en ASMCs. Por otro lado, la preincubación de las células con LacCer y sulfoximina butionina, un inductor de superóxido generación que por sí misma estimula la proliferación celular, causó la inducción de la generación de más superóxido, y Ras GTP-carga y la proliferación celular se observaron. En contraste, los inhibidores de la oxidasa NADPH, como Departamento de Información Pública y PDTC, inhibe la carga Ras GTP, la fosforilación p44MAPK, y la proliferación de ASMCs.58 Estos resultados son de acuerdo con un informe reciente que puede probucol marcadamente disminuir la proliferación de ASMCs en pacientes que han globo de angioplastia.En resumen, Ox-LDL estimula la actividad de Galt-2; esto a su vez produce LacCer. Nuestro reciente descubrimiento de que las células han Galt significativa-2 la actividad asociada con el plasma membrana y la cinética rápida de Galt-2 por la activación Ox-LDL sugieren que estas reacciones pueden ocurrir en o en la de la superficie celular. LacCer activa NADPH oxidasa, resultando en rápida generación de superóxido (Figura 3). Este fenómeno puede deberse a la estimulación mediada por LacCer de la translocación p47phox de proteínas citosólicas y una proteína de unión al GTP la superficie celular. Una vez que se generan superóxidos, activan todo el proceso de señalización protagonizada por Ras GTP carga, la activación de la cascada de la cinasa, proto-oncogén activación, expresión de PCNA, y la proliferación celular (Figura 4). Por lo tanto, los radicales libres están íntimamente implicados en LacCer inducida de células proliferación de ASMCs. Por otra parte, desde homólogos estructurales de LacCer como glucosilceramida, GbOse3Cer, GM3 y ceramida no provocar el O2 generación en ASMCs, el foco está en Galt-2 como el objetivo potencial de la acción de Ox-LDL en esta vía de señalización.

LA OXIDACIÓN DE LAS LDL Y SU CONSECUENCIAS SOBRE LA PROLIFERACIÓN ASMC

Debido a que las LDL están en estrecha proximidad a los eritrocitos en el circulación, se llevaron a cabo más estudios para determinar la efecto de la modificación oxidativa de las LDL en la reacción de rojo células de la sangre y la hemoglobina en condiciones de hipoxia en ASMC

proliferación. El aumento de su oxidación de la hemoglobina bajo presión de oxígeno se reduce debido a la alta población de E doble y triple E ligandos de la hemoglobina, que oxida más rápidamente de lo que es totalmente ligandos de oxihemoglobina.

La hemoglobina también es liberada durante los episodios de sangrado. Por otra parte, inmediatamente después de un infarto de miocardio, se un aumento de la mioglobina en la sangre circulante a partir de ruptura cardiomyocytes.62, 63 El aumento de la generación local de H2O2 también se ha encontrado de superóxidos en el lugar de lesiones, que pueden interactuar con la mioglobina y hemoglobina. De hecho, las actividades de radical superóxido y el H2O2 se amplificada por la disponibilidad de los iones de metales de transición, como hierro derivado de la hemoglobina o mioglobina, o de cobre. Uso de los niveles de oxígeno del 60% al 70% que se encuentran en el circulación venosa, descubrimos que el LDL es más rápido modificada por los glóbulos rojos y hemoglobina bajo condiciones de hipoxia en comparación con la oxidación de LDL mediada Cu21. Cuándo tales mínimamente modificada LDL fue agregado a cultivos ASMCs, es un marcado aumento de la proliferación celular que se considerablemente mayor que la observada con LDL modificada con Desde Cu21.63 LDL puede haber sido modificada por la hemoglobina, la hemoglobina de hipoxia, o hemoglobina normóxico, proseguimos otros estudios en los que investigamos varios de los LDL modificada con diferentes reparaciones a base de hemoglobina, incluyendo la hemoglobina oxigenada normóxico plenamente, parcialmente la hemoglobina oxigenada hipóxica, y la hemoglobina oxidada, además de Cu21 modificados LDL.63 Estos estudios reveló que mínimamente LDL modificada tal como se deriva por encima de estimulado notablemente la fosforilación de p44MAPK y aumento de la proliferación ASMC. La incubación de ASMCs con 10 mg / ml de hemoglobina modificada normóxico LDL, hipóxica hemoglobina-LDL modificada, y Cu21-LDL oxidadas estimulan todos los la actividad de p44MAPK del orden de 2,5 fold.63 Sin modificar LDL no afectó la actividad de MAPK en estas células. Este fenómeno fue acompañado por un concentrationdependente estimulación en la incorporación de timidina [3H] (una índice de proliferación celular) de ASMCs.63 En la actualidad, la importancia de la modificación de LDL por encima de los mediadores no está claro. No obstante, se puede suponer que en situaciones como la reestenosis o la inflamación cuando eritrocitos lisis se produce, la modificación de LDL por las interacciones con la hemoglobina o metahemoglobina pueden contribuir a nuevas superóxido generación y proliferación de ASMC.

IDENTIFICACIÓN DE UN BIOLÓGICAMENTE ACTIVOS COMPUESTOS EN LOS MM-LDL QUE MEDIA DE LA CÉLULA PROLIFERACIÓN VIA GALT-2, LACCER, Y P44MAPK

Recientemente, las estructuras moleculares de las moléculas presentes en mínimamente modificada por LDL, que provocan la interacción de monocitos a las células endoteliales, se han Estos reported.64 son 1-palmitoil-2-(5-oxovaleroyl)-sn-glycero-3-fosfocolina (POPVC; m / z, 594.3), 1-palmitoil-2-glutaril-snglycero-3-fosfatidilcolina (PGPC; m / z, 610.2), y 1-palmitoil-2-isopentanoyl-sn-glycero-3-fosfocolina (PIPPC; m / z, 828.6). Estas moléculas se encuentran en grasas lesiones racha de conejos alimentados con colesterol. En una colaboración estudio, se constató que entre las moléculas más arriba, sólo POPVC ejerció un tiempo-y la estimulación dependiente de la concentración de Galt-2, la activación / fosforilación de p44MAPK, y la

proliferación de ASMCs (SC, observaciones no publicadas. Curiosamente, en ASMCs, D-PDMP derogó la cascada de transducción de señales iniciada por POPVC. Queda por determinar si POPVC se une a una superficie de la célula receptor, se internaliza y, a continuación ejerce su efecto sobre el aparato de Golgi Galt-2, o si se reacciona directamente con la superficie de la célula Galt-2. Es evidente que es preciso seguir trabajando para elaborar los mecanismos bioquímicos en POPVC inducida por la activación de Galt-2 ASMC y la proliferación. Sin embargo, estos estudios definir el compuesto biológicamente activo en Ox-LDL y mínimamente modificada por LDL en la proliferación de la participación ASMC LacCer como un lípido segundo mensajero. Nuestras observaciones siguientes apoyar el principio de que POPVC puede reaccionar con el celular superficie Galt-2. En primer lugar, nuestra cinética de datos en tiempo revelan que en ASMCs, Ox-LDL o fosfolípidos oxidados estimular al máximo Galt-2 la actividad dentro de 1 a 2 minutos de incubacion. En segundo lugar, hemos detectado importantes Galt-2 la actividad asociadacon la membrana plasmática. En tercer lugar, dipalmitoilfosfatidilcolina específicamente estimulado Galt-2 en una actividad timeand forma dependiente de la concentración.

PAPEL DE ESFINGOGLICOLIPIDOS EN LA CÉLULA. LA MUERTE (APOPTOSIS)

La apoptosis es un fenómeno biológico genéticamente definidos que predetermina una célula a morir. GSLs Varios han sido demostrado que causa la apoptosis (Tabla 2). Durante nuestros estudios sobre los efectos de Ox-LDL en ASMCs, hemos descubierto una novela mecanismo de señalización de la apoptosis en estas células.

Anteriormente, nuestro laboratorio ha mostrado que las altas concentraciones de Ox-LDL (100 mg / mL) pueden provocar la muerte de ASMCs.43 Un aspecto novedoso de la transducción de señal de Ox-LDL mediada por para explicar el fenómeno anterior fue posteriormente descubierto. Se encontró que en ASMCs, Ox-LDL estimula la actividad de la N-SMase, una enzima que rompe la esfingomielina a la ceramida y phosphocholine.20 La actividad de la N-SMase aumento de 5 veces en 5 minutos de incubación de células con Ox-LDL, pero no LDL, y luego regresó a los valores basales después de 30 minutos. Esto fue acompañado por apoptosis marcados, como se evidencia por (1) una escalera de ADN, (2) [3H] timidina liberación, y (3) de células de fluorescencia con ayuda de análisis de la clasificación después de la doble tinción de células con anexina-V (colorante específico para fosfatidilserina expuesta en el folleto de membrana externa de células apoptóticas) y yoduro de propidio (específico para la viabilidad de células) en las células incubadas con Ox-LDL.

La preincubación de las células con anticuerpos contra la N-SMase, pero No IgG en suero preinmune (1:200 dilución), derogó la Ox-LDL inducida por la apoptosis en estas células. Por el contrario, transitorias transfección de ASMCs con cDNA para N-SMase resultado en un aumento de 5 veces en la actividad de la N-SMase y sensibilidad a Ox-LDL inducida por la apoptosis. Aumento de la actividad de la N-SMase también se correlacionó con niveles elevados de ceramida y la apoptosis en la placa y placas calcificadas en pacientes que murieron de la aterosclerosis en la Johns Hopkins Hospital.

En resumen, la inducción Ox-LDL mediada por apoptosis en ASMCs implica la activación de la N-SMase, la generación de ceramida, y la apoptosis, y esto puede contribuir a la placa inestabilidad. La apoptosis puede verse comprometida por el uso de anticuerpos contra la N-SMA.

PAPEL FUNCIONAL DE LOS ESFINGOLÍPIDOS EN EL VASCULARBIOLOGÍA CELULAR Y EN OTROS SISTEMAS

Un estudio exhaustivo del papel funcional de esfingoglicolipidos en reconocimiento célula-célula y de señalización ha aparecidorecently3-7 ,65-68 y se resume en la Tabla 2 con las correspondientes. En general, las reacciones fisiológicas impartido por glycosphingolipid y ceramida mediada por la señalización incluyen la modulación de las células, la adhesión, el transporte de iones, regulación del crecimiento celular, la diferenciación, y programadola muerte celular. esfingolípidos Varios servir como moléculas de adhesión y puede regular la proliferación celular a través de la transducción de señales de vías que implican superóxido NADPH oxidasa mediada generación, así como la fosforilación del receptor del factor de crecimiento / desfosforilación mechanisms.78, 85,86 Mientras que varios de los sistemas de señalización iniciada por encima de la tirosina cinasa receptores vinculados, como la PKC, MEK, Raf-1, MAPK, y otras quinasas en otros sistemas, otras quinasas y / o alteración citosólico de los niveles de Ca21 dado lugar a cambios en las células, la diferenciación, proliferación y apoptosis. En otros estudios, macrofagos, y las plaquetas tratadas con thrombin97 se demostró que los secretan una hasta entonces no caracterizados SMase. Por otra parte, la SMase macrófagos derivados fue demostrado para estimular el agregación de las VLDL y LDL. La complementación de la apoE en VLDL y LDL derivados de ratones knock-out apoE no alteró la agregación in vitro de las lipoproteínas de ratón; Sin embargo, la esfingomielina enriquecimiento. El hallazgo de que esfingosina-1-fosfato puede ser un inhibidor de plateletderived del factor de crecimiento inducido por la migración de ASMCs es de considerable significance. Por otra parte, el papel protector de trimethylsphingosine del miocardio y el endotelio en la isquemia / reperfusión se ha varios mecanismos han sido implicados en la iniciación de los primeros aterogénesis. Algunos de estos procesos son la oxidación del LDL, el 91 lipoproteína de retención y agregación, de las células endoteliales disfunción, la expresión de moléculas de adhesión, el 94 de monocitos / adherencia de macrófagos a las células endoteliales, células espumosas formación, y la célula muscular lisa fenotípica cambios que afectan a proliferación, así como estudios recientes migración, esfingolípidos han implicado varios de participar en el fenómeno anterior. Por ejemplo, la esfingosina-1-fosfato. Se ha demostrado que sirven como un ligando para el acoplados a proteínas G. receptores para el gen de diferenciación endotelial de acoplamiento huérfanos del receptor EDG-1. La sobreexpresión de EDG-1 en humanos células de riñón de la agregación inducida por la célula-célula, así como la expresión de adhesinas.

PersprectivasRecientemente, ha habido una oleada de interés en glicoesfingolípidos y la esfingomielina en la investigación biomédica, ya que estos compuestos propios y diversos productos del metabolismo de dichos compuestos, se sabe ahora para servir segundos mensajeros funciones en una variedad de vías de señalización celular. Estos lípidos desempeñan un papel activo en la transducción de señales recibió del entorno exterior a los interiores de las células. Por otra parte, agregó GSLs exógena y ceramida han. Se ha demostrado que reconstruir las funciones de

varias citocinas y factores de crecimiento. Por otra parte, desde la íntima placa es enriquecida con sphingomyelin99, 100 y N-SMase, 14 esto puede contribuir a un aumento de la agregación de los aterogénico, lipoproteínas ricas en colesterol, VLDL y LDL, a la vasculares wall.98 Por otro lado, en células de hígado humano, acción N-SMase puede mediar TNF-a la maduración inducida de proteínas reguladoras del esterol de elementos de unión (SREBP-1) y en consecuencia, la regulación positiva del receptor de LDL. Dado que el TNF-a, N-SMase, y una ceramida penetra en las células (ceramida C2) podría activar el fenómeno más arriba en la presencia de colesterol y 25-a hidroxicolesterol en el medio, esto indica que los esfingolípidos pueden estar implicados en la regulación de las LDL receptores y el metabolismo de los esteroles a través de vías independientes con esteroles. Es evidente que es preciso seguir trabajando para elaborar dicho vías, ya que pueden ofrecer vías para la terapia de la novela.El archivo adjunto localizada de los leucocitos circulantes y monocitos al endotelio en los vasos inflamados es una acontecimiento importante en la iniciación y progresión de la aterosclerosis placa formation.61 Estos monocitos adherentes posteriormente migran a través del endotelio en la subendotelial espacio, donde se diferencian en macrófagos y internalizar Ox-LDL, lo que lleva a la proliferación de células espumosas. Los últimos acontecimientos contribuyen a la progresión de la aterosclerosis formación de placas y como consecuencia de estenosis del vaso. Como una respuesta a una lesión, el endotelio segrega inflamatoria citocinas como el TNF-a, IL-8, la activación derivado de las plaquetas factor, y el factor quimiotáctico de monocitos. Estos, a su A su vez, inducen la expresión de la adhesión celular intracelular moléculas (ICAM) en las células endoteliales, mientras que otros han sido implicado en la expresión de CD11/CD8 en el superficie de los leucocitos y macrófagos. De hecho, en ellas células endoteliales, ICAM-1 sirve como un receptor para CD11 / CD8, y este reconocimiento (vinculante) de la ICAM-1 por leucocitos / CD11/CD8 monocitos precipita la adhesión del endotelio a los leucocitos / los macrófagos. Nuestros estudios indican que LacCer puede inducir la generación de superóxido en neutrófilos humanos y humanas endoteliales cells.89, 90 A su vez, estas células expresan niveles elevados de CD11/CD8 y la expresión de ICAM-1, respectivamente, dando como resultado la adhesión de neutrófilos / monocitos a las células endoteliales. Los superóxidos generados por las células endoteliales, neutrófilos y Ox-LDL colectivamente y / o la superóxidos generados por LacCer en ASMCs independiente concebible que estimulan la proliferación de ASMCs. Así, al menos in vitro en cultivos de células humanas, LacCer parece jugar un papel importante en los acontecimientos importantes 2 en la aterosclerosis, es decir, el inicio de la adherencia de neutrófilos al las células endoteliales y la proliferación de ASMC. Me siento tentado a predicen que LacCer inducida por O2 Dos generaciones que pueden jugar un papel importante en la expresión de otras moléculas de adhesión en las células vasculares y en otros sistemas, tales como la adhesión de eosinófilos en el epitelio vía aérea. Es evidente que estos provocador estudios debe ser justificada por experimentos in vivo para aclarar aún más el papel de LacCer y superóxidos en el por encima de los fenómenos que conducen a la aterosclerosis y la restenosis en pacientes que han sido sometidos a angioplastia con balón. Agradecimientos Este trabajo fue apoyado por los institutos nacionales de concesión de la salud RO-1-DK31722, Centro Especializado de Investigación I aterosclerosis PO-1 HL47212, y premios de la Asociación Americana del Corazón. Este trabajo fue seguido a través de la colaboración de muchas colegas en los últimos dos decenios. Deseo hacer un reconocimiento especial Los doctores Pedro O. Kwiterovich, Ghosh Nupur y Bhunia Anil. Yo También quiero agradecer al Dr. Pedro O.

Kwiterovich, Jr, por la crítica revisión de este manuscrito y DeMoss Tammy para la hábil preparación de este articulo.