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Relationship among superoxide-related enzyme, PPARs, and endothelium-dependent relaxation in murine aortas previously organ-cultured in high-glucose conditions

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The aim of the present study was to investigate the relationship among superoxide anion, peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs), and endothelium-dependent relaxation in murine aortas organ-cultured in a high-glucose condition. Aortas organ-cultured with a high concentration of glucose (40 mmol/L, 20 h; HG group) exhibited the following characteristics (versus aortas cultured in serum-free medium): (i) significantly weaker relaxation to acetylcholine, but unchanged relaxation to SNP and unchanged contractions to norepinephrine and isotonic K+, (ii) significantly greater superoxide generation (indicated by the amount of nitroblue tetrazolium reduced, (iii) significantly higher protein expression levels of gp91phox, NAD(P)H oxidase subunits, and endothelial NO synthase, (iv) significantly lower protein expression level of Mn-superoxide dismutase (SOD), and (v) markedly greater reduction in the protein expression of PPARγ than in that of PPARα. The HG-induced impairment of endothelium-dependent relaxation was prevented by cotreatment with tempol (a SOD mimetic). These results suggest that in the mouse aorta, exposure to high glucose levels may lead to an excessive generation of superoxide via increased gp91phox and decreased Mn-SOD protein expression and that this may in turn trigger an impairment of endothelium-dependent relaxation. Moreover, such protein changes in gp91phox and Mn-SOD may be secondary to a decreased expression of PPARγ protein.

La présente étude a eu pour but d’examiner la relation entre l’anion superoxyde, les récepteurs activés de la prolifération des peroxysomes (PPAR) et la relaxation dépendante de l’endothélium dans des aortes murines placées en culture d’organe en présence d’une concentration élevée de glucose. Par rapport aux aortes cultivées dans un milieu sans sérum, les aortes cultivées en présence d’une concentration élevée de glucose (40 mmol/L, 20 h; groupe GÉ) ont présenté les caractéristiques suivantes : (i) une relaxation significativement plus faible en réponse à l’acétylcholine, mais une relaxation inchangée en réponse SNP, et des contractions inchangées en réponse à la norépinéphrine et au K+ isotonique; (ii) une production nettement plus élevée de superoxyde (indiquée par la réduction du nitrobleu de tétrazolium); (iii) des taux d’expression protéique beaucoup plus élevés de gp91phox, des sous-unités de la NAD(P)H oxydase, et de la NO synthase endothéliale; (iv) un taux d’expression protéique considérablement plus faible de la Mn-superoxyde dismutase (SOD); et (v) une réduction nettement plus forte de l’expression protéique de PPARγ que de PPARα. L’altération induite par le GÉ de la relaxation dépendante de l’endothélium a été prévenue par un cotraitement avec du tempol (une substance mimétique de SOD). Ces résultats donnent à penser que, dans l’aorte de souris, une exposition à des taux élevés de glucose pourrait conduire à une production excessive de superoxyde par une augmentation de l’expression protéique de gp91phox et une diminution de l’expression protéique de Mn-SOD, ce qui pourrait ensuite provoquer une altération de la relaxation dépendante de l’endothélium. Ces modifications protéiques (dans gp91phox et Mn-SOD) pourraient aussi être causées par une diminution de l’expression de la protéine PPARγ.
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Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2010

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