Vliv atorvastatinu a silymarinu na expresi mRNA genů řídící homeostázu cholesterolu u potkaních modelů metabolického syndromu

Bc. Dominika DOHNALOVÁ

Master's thesis

Effect of atorvastatin and silymarin on the mRNA expression of genes controlling cholesterol homeostasis in rat models of metabolic syndrome

Abstract:

V teoretické části byl vypracován přehled se zaměřením na cholesterol, jeho metabolizmus a regulaci. Homeostáza cholesterolu je udržována jeho biosyntézou, vstřebáváním z potravy a vylučováním do žluče, které jsou zprostředkovávány transportéry, enzymy a proteiny. Porušení homeostázy cholesterolu může vést k dyslipidemii, což je rizikový faktor pro vývoj metabolického syndromu. Poslední teoretická část se soustředí na základní principy metody real-time PCR. Experimentální část se věnuje stanovení exprese mRNA genů ovlivňující homeostázu cholesterolu ve střevní tkáni potkanů. Studie byla provedena na potkaních modelech metabolického syndromu - hereditárně hypertriglyceridemickém potkanovi a spontánně hypertenzním potkanovi s transgenně exprimovaným genem C-reaktivního proteinu. Těmto potkanům byla podávána strava obohacená o přírodní extrakt silymarin, který pozitivně ovlivňuje plazmatickou koncentraci triglyceridů a celkového cholesterolu, a léčivo atorvastatin, který je kompetitivním inhibitorem 3-hydroxy-3-methylglutaryl koenzym A reduktasy, což je klíčový enzym pro syntézu cholesterolu. Výsledky potvrzují mechanismus působení použitých látek. Atorvastatin sice inhibuje protein HMGCR, ovšem tato inhibice neměla výrazný vliv na expresi jeho genu. Naopak silymarin výrazně inhiboval gen Hmgcr u hereditárně hypertriglyceridemických potkanů zřejmě přes inhibici translokace SREBP. Kombinovaná dieta obsahující atorvastatin i silymarin zvýšila expresi Ldlr, který kóduje receptor LDL zajišťující snížení plazmatické koncentrace částic LDL, IDL a VLDL. Současné podávání atorvastatinu a silymarinu se jeví jako vhodná kombinace při léčbě dyslipidémie, což je jeden z faktorů rozvoje metabolického syndromu.

Abstract:

The theoretical part is focused on cholesterol, its metabolism and regulation. Cholesterol homeostasis is maintained by its biosynthesis, absoption from food and its excretion into bile. These processes are mediated by transporters, enzymes and other proteins. Disruption of cholesterol homeostasis can lead to dyslipidemia that is a risk factor for development of metabolic syndrome. The last theoretical part summarises basic principles of real-time PCR method. Experimental part is focused on the determination of mRNA expression of genes regulating homeostasis of cholesterol in the intestinal tissue of rats. Study was carried out on experimental rat models of metabolic syndrome - hereditary hypertriglyceridemic rat and spontaneously hypertensive rat with transgenically expressed human C-reactive protein gene. These rats were fed on a diet supplemented with natural extract silymarin which has a positive effect on plasma concentration of triglycerides and total cholesterol, and with drug atorvastatin that is a competitive inhibitor of 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase - a key enzyme in cholesterol synthesis. Results confirm the mechanism of action of compounds used in this study. Although atorvastatin inhibits HMGCR protein, this inhibition did not affect Hmgcr gene expression. On the contrary, silymarin strongly inhibited Hmgcr gene in hereditary hypertriglyceridemic rats probably through inhibition of SREBP translocation. Combined diet containing atorvastatin and silymarin increased an expression of Ldlr that codes LDL receptor and provides a reduction in the plasma concentration of LDL, IDL, and VLDL particles. The application of atorvastatin and silymarin together appears to be a suitable combination in the treatment of dyslipidemia as one of factors for development of metabolic syndrome.

Keywords

atorvastatin, silymarin, metabolický syndrom, cholesterol, SREBP, potkan, real-time PCR

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 5. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Zuzana Rácová, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology