Учёные выявили фермент BCAT2 как потенциальную мишень для лечения сосудистых осложнений диабета
Учёные выявили молекулярный механизм, который может использоваться при лечении тяжёлых сосудистых осложнений при Сахарный диабет. В центре исследования оказался фермент BCAT2. Он влияет на процессы кальцификации сосудистых стенок — одного из ключевых факторов формирования атеросклеротических поражений у пациентов с диабетом.
Фермент BCAT2 рассматривается исследователями как возможная терапевтическая мишень при осложнениях диабетической стопы.
Сосудистые нарушения остаются одной из главных причин инвалидности и смертности среди людей с диабетом. Особую опасность представляет накопление кальция в стенках артерий. В результате сосуды теряют эластичность и становятся жёсткими, а атеросклеротические бляшки могут разрушаться, вызывая серьёзные сердечно-сосудистые события. У пациентов с диабетом такие изменения выражены сильнее. В коронарных артериях чаще выявляют крупные бляшки с массивным некротическим ядром и выраженной кальцификацией. Сосудистая кальцификация рассматривается как активный биологический процесс. Он связан с преобразованием клеток гладкой мускулатуры сосудов. Такие клетки начинают проявлять свойства костных и участвуют в минерализации тканей. При этом молекулярные механизмы этого явления долгое время оставались мало изученными.
Новые результаты получили специалисты под руководством кардиолога Чжунцюнь Ван из клиники при Цзянсуский университет. Исследователи изучили ткани передней большеберцовой артерии у пациентов с тяжёлой формой диабетической стопы после ампутации. В работе применили методы пространственной метаболомики и транскриптомного анализа отдельных клеток. Анализ показал усиленный распад аминокислот с разветвлённой цепью. Одновременно в гладкомышечных клетках сосудов заметно увеличилась активность фермента BCAT2, который играет важную роль в этом метаболическом пути. Самые высокие уровни экспрессии зафиксированы в артериях с выраженной кальцификацией. Для выяснения функций BCAT2 учёные провели эксперимент на лабораторных мышах. У животных отключили ген BCAT2 в клетках сосудистой гладкой мускулатуры, а также ген аполипопротеина Е, связанный с развитием атеросклероза. У таких мышей кальцификация сосудов заметно уменьшилась. Снижалось накопление кальциевых солей и подавлялось превращение сосудистых клеток в остеогенный, «костеподобный» тип.
Дополнительные молекулярные исследования показали значимую роль белка Runx2, одного из основных регуляторов костной дифференцировки. После отключения BCAT2 уровень его экспрессии резко снижался. Анализ эпигенетических механизмов показал, что BCAT2 влияет на пропионилирование гистонов — модификацию, регулирующую активность гена RUNX2. Ослабление этой регуляции уменьшает способность сосудистых клеток переходить в остеогенное состояние.