Okside LDL Reseptörü-1 (LOX-1) ve Kardiyovasküler Hastalıklarla İlişkisi

Transkript

1 DERLEME T A D LOX-1 ve Kardiyovasküler Hastalıklar Okside LDL Reseptörü-1 (LOX-1) ve Kardiyovasküler Hastalıklarla İlişkisi The Role of Oxidized LDL Receptor-1 and Its Association with Cardiovascular Diseases Özlem Kurnaz, Hülya Yılmaz Aydoğan İstanbul Üniversitesi, Deneysel Tıp Araştırma Enstitüsü, Moleküler Tıp Anabilim Dalı, İstanbul Özet Kardiyovasküler hastalıkların patofizyolojisinde çok önemli yer tutan aterojenezin geleneksel risk faktörlerine günümüzde okside LDL nin yüksek plazma ve doku düzeyleri de eklenmiştir. Okside LDL nin pro-inflamatuar genlerin ekspresyonunu arttırarak damar duvarına monosit girişine ve vasküler endotel hücrelerinde fonksiyon bozukluğuna neden olduğu gösterilmiştir. Akut Miyokard infarktüsü (AMİ) ve koroner arter hastalığı (KAH) gibi bazı patolojik durumlarda okside LDL düzeyinin arttığı bildirilmiştir. Okside LDL nin bu aktivitesi çöpçü reseptörler olarak adlandırılan bir reseptör ailesi tarafından düzenlenir. İlk olarak Sawamura ve ark de endotel hücrelerinde okside LDL için başlıca reseptörün LOX 1 olduğunu tanımlamışlardır. Bu reseptör okside LDL nin endotel hücrelerine bağlanma, internalize olma ve yıkılımından sorumlu önemli bir molekül olarak kabul edilmektedir. LOX-1 in büyük arterlerin endotel hücreleri, makrofajlar, vasküler düz kas hücreleri, monositler, trombositler ve fibroblastlarda da eksprese edildiği ve okside LDL ye bağlandığı gösterilmiştir. LOX-1 in KAH riskini etkilediği mekanizma henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Bu nedenle LOX-1 reseptörü, aterosklerozun en önemli etmeni olan okside LDL nin reseptörü olması ve okside LDL metabolizmasında direkt etkisi ile ateroskleroz ve ilişkili hastalıklarda hedef gen ve protein olarak araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Anahtar Kelimeler: Lektin benzeri okside LDL reseptörü-1, LDL oksidasyonu, kardiyovasküler hastalıklar Abstract High plasma and tissue levels of oxidized LDL are added to traditional risk factors of atherosclerosis that is important in pathophysiology of cardiovascular disease. It is shown oxidized LDL gives rise to dysfunction of vascular endothelial cells and enables the monocytes entry to vessel wall by increasing proinflammatory genes expression. It is reported that oxidized LDL levels increased in pathological conditions such as Acute Myocardial Infarct and coronary artery disease. This activity of oxidized LDL is regulated by a receptor family called scavenger receptors. Lectin like oxidized LDL receptor-1 was firstly described as the main receptor for oxidized LDL in endothelial cells by Sawamura et al. in This receptor is considered to be a crucial molecule for binding, internalization and degradation of oxidized LDL. Lectin like oxidized LDL receptor-1 is expressed in arterial endothelial cells, macrophages, vascular smooth muscle cells, monocytes, platelets and fibroblasts. The mechanism of Lectin like oxidized LDL receptor-1 affects the CAD risk is still unclear. So that, Lectin like oxidized LDL receptor-1 attracts the attention of researchers for the atherosclerosis and related diseases as a target gene and protein due to be a receptor for oxidized LDL and its direct effect on oxidized LDL metabolism. Key Words: Lectin like oxidized LDL receptor-1, LDL oxidation, cardiovascular disease Yazışma Adresi: Doç. Dr. Hülya Yılmaz Aydoğan İstanbul Üniversitesi, Deneysel Tıp Araştırmaları Enstitüsü Moleküler Tıp Anabilim Dalı, Vakıf Gureba Cad Çapa/İstanbul Tel: hulyilmaz@yahoo.com Kardiyovasküler hastalıkların patofizyolojisinde çok önemli yer tutan aterojenez, büyük arterlerde plazma lipidlerinin, fibröz dokuların ve çoğunlukla makrofajlar, düz kas hücreleri ve lenfositlerin yer aldığı hücre komponentlerinin birikimiyle karakterizedir. Aterojenezin geleneksel risk Tıp Araştırmaları Dergisi; 2014: 12(3):

2 Kurnaz ve Aydoğan faktörlerine (yaş, cinsiyet, diabetes mellitus, hiperkolesterolemi ve sigara kullanımı) okside LDL nin yüksek plazma ve doku düzeyleri de eklenmiştir. Akut Miyokard infarktüsü (AMİ) ve koroner arter hastalığı (KAH) gibi bazı patolojik durumlarda okside LDL düzeyi artış göstermektedir. Okside LDL nin pro-inflamatuar genlerin ekspresyonunu arttırarak damar duvarına monosit girişine ve vasküler endotel hücrelerinde fonksiyon bozukluğuna neden olduğu, ayrıca makrofajların köpük hücrelerine dönüşümünde de rol oynadığı bildirilmiştir. Okside LDL nitrik oksit (NO) üretimini engelleyerek endotel fonksiyon bozukluğuna katkıda bulunmaktadır. Aynı zamanda endotel lökosit adezyon molekülleri ve düz kas büyüme faktörleri gibi proaterojenik genleri indüklemektedir (1). Okside LDL nin bu aktivitesi çöpçü reseptörler olarak adlandırılan bir reseptör ailesi tarafından düzenlenir (1-4). İlk olarak Sawamura ve ark. tarafından tanımlanan bu reseptör okside LDL nin endotel hücrelerine bağlanma, internalize olma ve yıkılımından sorumlu önemli bir molekül olarak kabul edilmektedir. LOX-1 in büyük arterlerin endotel hücreleri, makrofajlar, vasküler düz kas hücreleri, monositler, trombositler ve fibroblastlarda da eksprese edildiği ve okside LDL ye bağlandığı gösterilmiştir (1, 5-7). LOX-1 ve okside LDL etkileşiminin endotel hücrelerinde transkripsiyon faktör NF-κB nin aktivasyonu (8, 9), monosit kemoatraktan protein-1 (MCP-1) sentezinin arttırılması (8, 10), hücre içi NO düzeyinin azalması (8, 11) gibi çeşitli hücresel olaylara yol açarak kardiyovasküler olayların başlangıcını tetikleyebildiği veya ateroskleroz gelişimini hızlandırabildiği savunulmaktadır (8). Okside LDL reseptörü-1 (OLR 1) olarak ta bilinen LOX 1 geni kromozom 12p13.1-p12.3 te haritalanmıştır. LOX 1 40 kda luk öncül protein olarak sentezlenmekte ve dört işlevsel bölgeden oluşmaktadır: C-terminalde ekstrasellüler lektin benzeri işlevsel bölge, bağlayıcı boyun işlevsel bölgesi, transmembran işlevsel bölge ve N-terminal sitoplazmik işlevsel bölge (12). Son çalışmalarda karbonhidrat tanıma işlevsel bölgesi (KTD) nin okside LDL nin bağlanması için fonksiyonel işlevsel bölge olduğu önerilmiş (13) ve proteinin hücre yüzeyine lokalizasyonu ve ligand bağlaması için KTD inde yer alan esansiyel kalıntılar tanımlanmıştır (14). LOX-1 geninde intron 4, 5 ve 3 UTR bölgesinde yer alan yedi polimorfizm tanımlanmıştır. Bunlar arasında en çok K167N, 3 UTR 188 C/T, IVS4-14A/G ve IVS4-73C/T polimorfizmleri araştırılmıştır (15, 16). LDL Modifikasyonları ve Ateroskleroz Aterosklerozun başlangıcında başlıca monosit/ makrofajların düşük yoğunluklu lipoprotein (LDL) i bünyelerine almalarıyla oluşan köpük hücrelerinin subendotelyal birikimi önemlidir. İntrasellüler kolesterol seviyelerinin artması LDL reseptörlerinin sayısının azalmasına neden olurken (down-regülasyon), in vitro ortamda makrofajların LDL ile inkübasyonu köpük hücresi üretmemektedir. Aksine, makrofajlar kimyasal olarak modifiye olmuş LDL leri hücre içi kolesterol seviyelerine tepkisiz olan çöpçü (scavenger) reseptörler aracılığıyla alarak biriktirme eğilimindedirler (17). Plazmanın yüksek antioksidan içeriği nedeniyle, LDL oksidasyonu esas olarak endotel hücreler ve aktif lökositler tarafından fazla miktarda reaktif oksijen türlerinin (ROT) üretildiği arter duvarı subendotelyal alanında meydana gelir (18, 19). Lipid peroksidasyonunun gözlendiği başlıca hücre tipleri doku makrofajları, endotel ve düz kas hücreleridir (18). Patolojik koşullarda damar dokularında biriken LDL kümeleri süperoksit (O - 2 ), hidrojen peroksit (H 2 O 2 ), hidroksil radikallerini (OH. ) içeren reaktif oksijen radikalleri tarafından nükleofilik atak ile hızlı bir şekilde modifiye olarak okside LDL ye dönüşürler (20,21). LDL Oksidasyon Mekanizmaları Radikal aracılı ya da lipoksijenaz, fosfolipaz aracılı in vitro LDL oksidasyonu üç fazda oluşur: 1) Başlangıç gecikme (Lag) fazında endojen olarak oluşan LDL, antioksidanlar tarafından yok edilmektedir. 2) Yayılma (Progresyon) fazında doymamış yağ asitleri lipid hidroperoksitlerine okside olmaktadır. 3) Ayrışma (Dekompozisyon) fazında lipid hidroperoksitleri reaktif aldehitlere (örneğin, MDA ve 4-hidroksinonenal) dönüştürülmektedir (17, 18). LDL oksidasyonu ile reaktif lizin ε-amino gruplarının sayısı artmakta ve bu gruplar doymamış yağ asitlerinin peroksidasyonu ile oluşan aldehitlerle reaksiyona girmektedir (22). Bu aldehitler apolipoprotein B- 100 de yer alan bazı lizin kalıntılarının ε-amino grupları ile reaksiyona girerek schiff bazı oluşturmakta ve LDL yi daha negatif yüklü hale getirmektedir (17, 23). Oluşan tablo LDL nin, LDL reseptörüne ilgisinin azalması ve çöpçü reseptörlerine ilgisinin artmasıyla sonuçlanmaktadır (Şekil 1) (17, 22). Aterotrombozda okside LDL nin potansiyel aktif rolü Oksidasyonun erken fazlarında, orta derecede LDL oksidasyonu subendotelyal aralıkta minimal modifiye LDL (MM-LDL) oluşumuyla Tıp Araştırmaları Dergisi; 2014: 12(3):

3 LOX-1 ve Kardiyovasküler Hastalıklar DERLEME Tablo 1. LOX-1 ekspresyonunu düzenleyen faktörler (28) İnflamatuar sitokinler Oksidatif stres Kimyasallar Patolojik koşullar Biyolojik faktörler Fiziksel hareket İndükleyen faktörler TNF-α; İnterlökin-1α; Lipopolisakkarit, Anjiyotensin II, İnterlökin-1β; İnterferon-γ Transforme edici Büyüme Faktörü- β; Forbol 12-miristat 13- asetat; Endotelin-1; Heparin bağlaycı EGF benzeri büyüme faktörü Süperoksit anyonları, homosistein, Lizofosfotidilkolin, 8-iso-prostaglandin F 2α ileri glikozile son ürünler (AGE), okside LDL Asimetrik dimetil arjinin, glukoz, L-arginin, Norepinefrin, Forskolin, Dibutiril, siklik AMP, Histamin, Doxorubicin, Linoleik asit Ateroskleroz, Hipertansiyon, Hiperlipidemi, Diabetes Mellitus, Nitrik oksit eksikliği, Hiperkolesterolemi, İskemi-reperfüzyon, Herpes simplex virus I, Chlamydia pneumonia Akışkan gerilim mekanik stresi, siklik tensil gerilim yükü İnhibitor faktörler Anjiotensin dönüştürücü enzim inhibitörleri, Betaxolol, Aspirin, Süperoksit dismutaz, PPARγ aktivatörleri, Statinler, Amlodipine, Manidipin, Pioglitazone TNF-α: Tümör nekroz faktör- α, AMP: Adenozin monofosfat, PPARγ: peroksizom proliferatör aktive edici reseptör γ. Şekil 1. LDL nin hücre içine alınması yavaş olduğu ve reseptörünün sayısı azaltıldığı için köpük hücre oluşumunu etkileyemez. Asetile LDL ve okside LDL nin hücre içine alınması hızlı olduğu ve hücresel kolesterolde artışa cevap olarak çöpçü reseptörlerinin sayısı azalmadığı için köpük hücre oluşumunu (makrofajlarda kolesterol birikim) indükler (24). sonuçlanmaktadır. MM-LDL, monositlerin bölgeye yapışmasını uyaran adezyon moleküllerini eksprese etmeleri ve MCP-1 ile makrofaj koloni uyarıcı faktör (M-CSF) salgılaması için endotelyumu indüklemektedir (17, 25). Endotel hücresinde lökosit adezyon molekülü-1 (ELAM-1 veya P-selektin) ve vasküler hücre adezyon molekülü-1 (VCAM-1) monosit ve lenfositlerin bağlanmasına aracı olurken, hücre içi adezyon molekülü-1 (ICAM-1) monositlerin, nötrofillerin ve lenfositlerin adezyonunu ilerletmektedir (17). Süperoksit bağımlı ELAM-1 uyarımı in vivo okside LDL ile lökosit adezyonuna aracılık etmektedir (26). Monositlerin endotele yapıştıktan sonra intimaya nasıl göç ettikleri tam olarak aydınlığa kavuşturulamamıştır. Buna karşın, endotel hücreleri, düz kas hücreleri ve makrofajların okside LDL ile indüklenen MCP-1 gibi spesifik kemoatraktanları salgıladıkları kabul edilmektedir (17, 27). Okside LDL ile endotel hücrelerin aktivasyonu kemoatraktan faktörlerin ve adezyon moleküllerinin yanı sıra makrofajların çoğalmasını ve farklılaşmasını uyaran granülosit/monosit koloni uyarıcı faktör (GM-CSF) ve M-CSF salınmasına neden olur. M-CSF, okside LDL alımı ve köpük hücre oluşumunun artmasıyla sonuçlanan makrofajların yüzeyindeki çöpçü reseptörlerin ekspresyonunu indüklemektedir (17, 27). Okside LDL, düz kas hücreleri ve makrofajlardaki trombosit kökenli büyüme faktörünün (PDGF) indüksiyonu ile düz kas hücre göçünü ve endotel hücrelerindeki temel fibroblast büyüme faktörünün (bfgf) indüksiyonu ile düz kas hücrelerinin çoğalmasını arttırır. bfgf tarafından indüklenen düz kas hücrelerinin yüzeyindeki çöpçü reseptörlerin ekspresyonu okside LDL nin endositozuna ve sonrasında düz kas köpük hücresi oluşumuna neden olduğu bildirilmiştir (17, 18). Lektin Benzeri Okside LDL Reseptörü 1 Lektin benzeri okside LDL reseptörü 1 (LOX 1) ilk olarak 1997 yılında Sawamura tarafından sığır aortik endotel hücrelerinden köken alan komplementer DNA ekspresyonu kütüphanesi kullanılarak keşfedilmiştir (15, 28-30). LOX 1, insan koroner arterlerinde okside LDL reseptörü için tek sınıftır ve E sınıfı çöpçü reseptörlerden olup diğer çöpçü reseptör sınıflarından farklı yapıdadır (31). Tıp Araştırmaları Dergisi; 2014: 12(3):

4 Kurnaz ve Aydoğan Şekil 2. İnsan LOX 1 yapısının şematik modeli. Potansiyel N-glikozilasyon bölgesi yıldızlarla gösterilmiştir. Üç disülfid bağının pozisyonu köşeli parantezlerle gösterilmiştir. İnce çizgili oklar çözünebilir LOX-1 in salındığı zara bağlı LOX-1 in iki yıkım bölgesini göstermektedir. Kalın çizgili oklar aminoasitlerin pozitif yük kümeleriyle Okside LDL nin kabul edilen iki bağlanma bölgesin göstermektedir. Numaralar aminoasitlerin seri numaralarıdır. SD: sitoplazmik işlevsel bölge; TM: transmembran bölge; CTLD: C-tipi lektin benzeri bölge (28). LOX 1 Protein Yapısı ve Fonksiyonu İnsan LOX 1 proteini yapısal olarak 26 aminoasitlik hidrofobik bölge ile ayrılan kısa intrasellüler N-terminal hidrofilik ve uzun ekstrasellüler C-terminal hidrofilik bölgeli C tipi lektin ailesine ait olan 50 kda luk 237 aminoasitten oluşan bir tip II zar proteinidir (28, 32, 33). LOX 1 proteininde dört bölge tanımlanmıştır: N terminal sitoplazmik bölge, transmembran bölgesi, boyun bölgesi ve C terminal lektin benzeri bölge (Şekil 2) (15, 28, 32). LOX 1 proteini ayrıca iki potansiyel N-glikozilasyon bölgesi, üç disülfid bağı ve çözünebilir LOX-1 in (slox 1) salındığı LOX 1 bağlı zarın iki yıkım bölgesini içerir (28). Lektin homoloğu bölgede üç disülfid bağından oluşan (33) altı sistein tekrarları bulunmuştur (28). Lektin benzeri bölge özellikle altı sistein kalıntısı şeklinde türler boyunca korunmuştur. Bu onun ligand bağlayıcı bölge olması ve internalizasyon ile fagositoz süreçlerinin başlatıcısı gibi fonksiyonuyla uyumludur. Lektin işlevsel bölgesi ligand tanıyan bölgedir ve ligand bağlama için boyun bölgesinin fonksiyonu bulunmamaktadır (13, 15, 28, 32). Mutajenez çalışmalarında, karbonhidrat tanıyan bölgedeki dizi ve kalıntıların proteinlerin hücre yüzey lokalizasyonu ve ligand bağlaması için önemli olduğu gösterilmiştir. Hücre yüzey lokalizasyonunun varlığı LOX-1 in sitoplazmik jukstamembran bölgesindeki pozitif yüklü motiflerin varlığına bağlıdır (1, 15, 32). Zincir arası disülfid bağlarındaki altı sistein ve C-terminal dizilerin hepsi (KANLRAQ) LOX-1 in doğru katlanması, işlenmesi ve taşınması için gerekmektedir. C-terminalin sonundaki on kalıntının ( ) delesyonu ya da 262. veya 263. pozisyondaki lizinin alanin ile yer değiştirmesi bağlanma aktivitesinin zayıflaması veya bozulmasına neden olmaktadır. LOX-1 in ligandlarına bağlanma aktivitesi negatif yüklü ligandların pozitif yüklü kalıntılarla interaksiyonuna bağlıdır (28). Son zamanlarda LOX-1 in kristal protein yapısı ve okside LDL yi tanıma mekanizması araştırılmıştır. LOX-1 in ekstrasellüler C-tipi lektin benzeri bölgesi, LOX-1 in apolar ucunun karşısında sert, diyagonal olarak uzanan altı temel aminoasit ile birlikte kalp şeklinde bir homodimer (15, 28, 34); molekülün içine doğru uzanan merkezi bir hidrofobik tünel ve her açılmada tünelin yanında yer alan 12 yüklü kalıntının elektrostatik olarak nötral parçasından oluşmaktadır (28). Moleküler kütledeki farklılık ekstrasellüler C-terminal bölgesindeki dört potansiyel N-glikozilasyon bölgesindeki karbonhidrat zincirlerinin eklenmesiyle oluşmaktadır. 40 kda luk bir öncül protein olarak sentezlenen LOX 1 proteini, N bağlı yüksek mannoz karbonhidrat zincirleri eklendikten sonra daha fazla glikozile olarak 40 dakika içinde 48 kda luk olgun forma ulaşmaktadır. N-bağlı şeker zincirleri ko-translasyonel ve post-translasyonel süreçten sorumludur (28). Ayrıca N-bağlı karbonhidrat modifikasyonları hem LOX-1 in hücre yüzeyine transportunu hem de okside LDL için bağlanma afinitesini etkileyebilmektedir (28, 32). Olgun LOX 1 hücre dışı işlevsel bölgesinin jukstramembran bölgesinde bilinmeyen proteazlarla 2 farklı bölgede yıkılabilmektedir ve 35 kda luk protein olan çözünebilir formuna dönüşebilmektedir (15, 28, 32). Bu iki yıkım bölgesi Arg(86)- Ser(87) ve Lys(89)- Ser(90) arasındadır (28). LOX-1 Gen Yapısı İnsan LOX 1 (OLR1) geni yaklaşık 7000 baz çifti uzunluğunda (15) 5 intron ile ayrılmış 6 ekzon içerir (1, 15). Ekzon 1, 5 - kodlanmayan bölge ve sitoplazmik işlevsel bölgenin bir bölümünü, ekzon 2 sitoplazmik işlevsel bölgenin kalan kısmını ve transmembran işlevsel bölgesini, ekzon 3 boyun bölgesini, ekzon 4 6 ise lektin işlevsel bölgesini ve 3 -kodlanmayan (3 UTR) bölgeyi kodlamaktadır (15, 32). LOX 1 geninin 5 flanking bölgesinin proksimal bölümünde TATA ve CAAT kutuları bulunmaktadır. TATA kutusu (TATTTAAA) - 29bç de ve CAAT kutusu (CCAAT) -99bç de lokalizedir. Bu elemanların varlığı LOX-1 in Tıp Araştırmaları Dergisi; 2014: 12(3):

5 LOX-1 ve Kardiyovasküler Hastalıklar DERLEME housekeeping gen (esas olarak eksprese edilen, sürekli açık olan gen) olmadığını fakat indüklenebilir düzenlenmiş gen olduğunu desteklemektedir (12). LOX 1 geninin 3 ucunda, ekzon 6 poliadenilasyon sinyali (AATAAA) yer almaktadır. PoliA mrna nın AATAAA motifinden 23 bç aşağısında LOX-1 e bağlanmaktadır (12). Lox-1 in Patofizyolojik Rolü LOX-1 ve Ateroskleroz LOX 1 ve ateroskleroz arasındaki yakın ilişki pek çok çalışmayla desteklenmiştir. İlk olarak, okside LDL ateroskleroz patojenezinde önemli bir rol oynamaktadır. LOX-1 okside LDL için başlıca reseptör olarak, okside LDL nin toksik etkilerinin çoğuna aracılık etmektedir (28, 35). İkinci olarak, LOX-1, ateroskleroz hastalığının yerleştiği yerler olan büyük arterlerde (aortik, karotis, torasik, koroner arterler ve venler) in vivo olarak yüksek seviyelerde eksprese edilmektedir. LOX-1 ateroskleroz gelişiminde en önemli üç hücre olan makrofajlarda, vasküler düz kas hücreleri (VDKH) ve damar endotel hücrelerinde eksprese edilmektedir (14, 28, 36). Üçüncü olarak, deneysel hayvan ve insan modellerinde aterosklerotik lezyonlarda LOX 1 ekspresyonunun arttığı gösterilmiştir. Ateroskleroz gelişmemiş aortada LOX 1 ekspresyonu saptanamazken, erken aterosklerotik lezyonlar bulunan karotis arterlerinin endotel hücrelerindeki LOX 1 ekspresyonu ileri aterosklerotik lezyonların bulunduğu hücrelerden daha sıklıkla pozitiftir. Ayrıca ilerlemiş lezyonların intimal yeni damarlanmasında yer alan endotel hücreler LOX 1 eksprese edebilmektedir. İlerlemiş aterosklerotik plağın intimasındaki makrofajlar ve VDKH LOX-1 in aterosklerozun erken devresinde rol oynayabileceğini desteklemektedir (28, 37). Dördüncü olarak, LOX 1 sentezinin veya düzeyinin artması aterosklerozdaki bir seri patofizyolojik etkilere aracılık etmektedir. LOX -1 trombosit endotelyum etkileşimine aracılık eden bir hücre-adezyon molekülü gibi fonksiyon görmektedir ve LOX-1 in aterosklerozu başlangıcında inflamasyonu indükleyen endotoksin ile ilişkisi bulunmaktadır (28, 38). LOX 1 ekspresyonu Bax ekspresyonu ile birlikte in vivo insan aterosklerotik plağın rüptüre eğilimli omuz bölgesinde iyi lokalize olmuştur. Bax/Bcl-2 nin modüle edilmesi veya Bcl2 ve c-iap 1 gibi antiapoptotik proteinlerin ekspresyonunun azalması sonucu okside LDL ile indüklenmiş apoptozda önemli bir rol oynamaktadır (28, 39). Beşinci olarak, bazı anti-ateroskleroz ilaçları, örneğin statinler, ateroskleroz ile ilişkili faktörler tarafından indüklenen LOX 1 artışını inhibe etmektedirler. Statinler ayrıca okside LDL aracılı LOX-1 ekspresyonunu, okside LDL alınımını, adezyon molekül ekspresyonunu ve enos un azaltılmasını inhibe etmektedirler. Bu nedenle, LOX 1 ekspresyonunun inhibisyonu kardiyovasküler hastalıklarda statinlerin yararlı etkilerinden biri olabilmektedir (40). Ek olarak en son araştırmaların sonuçları LOX-1 in in vivo aterosklerotik plağın destabilizasyonunda yer aldığını göstermektedir (28). LOX 1 ve İskemi-reperfüzyon, Miyokardiyal İnfarktüs LOX 1 ekspresyonu miyokardiyal iskemireperfüzyonu için örneklendirilmiş anestezi edilmiş sıçanlarda gözlemlenmiştir. Sıçanların LOX 1 antikoru ile tedavi edilmesi LOX-1 in iskemireperfüzyonla indüklenmiş artışını, apoptozu, lipid peroksidasyonunu ve iskemi-reperfüzyon tarafından indüklenmiş miyokard infarktüsünün boyutunda azalmayı engellemektedir. Ayrıca LOX 1 antikor tedavisi ile sol ventrikül fonksiyonunda iyileşme elde edilmiştir (28, 41). Miyokard infarktüsü geçirmiş hastalarda LOX-1 K167N (501C veya 167N) alleli sağlıklı bireylerde belirgin olarak daha yüksek sıklıkta gözlenmiştir (28). Bu sonuç, okside LDL reseptör geninin veya G501C SNP si ile bağlantılı bir komşu genin miyokard infarktüsüne yatkınlığını belirlemede önemli bir faktör olduğunu desteklemektedir (28, 42). Endotel hücrelerinde LOX-1 in potansiyel rolü incelendiğinde okside LDL, TNFα, mekanik gerilim stresi (shear stress), ROT, Endotelin 1 (ET 1) ve Anjiotensin II (A II) LOX 1 ekspresyonunu arttırmaktadır. Okside LDL nin - LOX-1 e bağlanması O 2 ve H 2 O 2 i içeren hücre içi ROT un hızlı artışıyla sonuçlanan bazı bilinmeyen mekanizmalar aracılığıyla hücre zarında NADPH - oksidazı aktive etmektedir. Artmış O 2 intaselüler NO ile hücre içi NO azalmasıyla sonuçlanan bir reaksiyona girebilir (43, 44). Aktif LOX 1 ayrıca, endotel kökenli hiperpolarize edici faktör (EDHF) azalmasına sebep olan sitokrom katalizli oksidasyonun azalmasıyla sonuçlanan sit450 aktivitesini azaltabilmektedir. Hem hücre içi NO nun hem de EDHF nin azalması endotel hücrelerinde fonksiyon bozukluğuna neden olabilmektedir (45) NF-κB, p38mapk ve ERK1/2, PI3K yolakları aracılığıyla aktive edilir. P-selektin, VCAM 1, ICAM 1 ve MCP 1 ekspresyonu monositlerin aktivasyonu ve bağlanması ile sonuçlanır. Endotel hücrelerinin hasarına ve apoptozuna neden olan MMP1, 3 ve Fas ekspresyonu arttırılırken enos ve Bcl-2 nin ekspresyonu azalmıştır. LOX 1 aktivasyonu ayrıca hücre proliferasyonuna öncü olabilmektedir (28). Ekzon 4 teki K167N polimorfizmi için tartışmalı veriler rapor edilmiştir. Tatsuguchi ve arkadaşları Tıp Araştırmaları Dergisi; 2014: 12(3):

6 Kurnaz ve Aydoğan Japon hasta örneklerinde miyokard infarktüs riskiyle bu polimorfizmin pozitif ilişkili olduğunu gösterirken (42), Mango ve arkadaşları İtalyan toplumunda akut miyokard infarktüsüyle zayıf bir ilişki gözlemlemişlerdir (46) yılında koroner arter hastalarında aterosklerotik risk faktörleri ile LOX-1 geni K167N polimorfizmi ilişkisini incelediğimiz çalışmamızda KAH grubunda KK genotipi ve K allelinin yüksek, NN genotipinin ise düşük frekansta olduğunu ve N alleline sahip hastalarda azalmış KAH riskinin sigara ve erkek cinsiyeti birlikteliğinde tersine döndüğünü gözlemledik (47). Elde ettiğimiz sonuçlar Mango ve Ohmori nin bulgularıyla uyumlu iken, Trabetti (16), Hattori (48) ve Tatsuguchi (42) ninkilerle çelişmektedir. Kadın İskemi Sendromu Değerlendirme (WİSE) çalışmasında LOX 1 3 UTR genetik varyantının koroner stenozun şiddetiyle ilişkili olduğu gösterilmiştir (46). Mango ve arkadaşları da 150 kişiden oluşan MI hasta grubunda yaptıkları çalışmada LOX 1 geninin 3 UTR 188 C>T polimorfizminin MI gelişimiyle ilişkili olduğunu bildirmişlerdir (49). mrna nın 3 -kodlanmayan bölgesinin birçok genin uygun ekspresyonunda önemli bir regülatör bölge olarak fonksiyon gösterdiği belirlenmiştir. Pek çok araştırıcı bu nedenle LOX 1 3 UTR 188C>T polimorfizminin aterosklerotik kardiyovasküler hastalıklarda olası etkilerini araştırmışlardır. Allel/ genotip frekanslarının iki grup arasında benzer olduğunu gözlemlemişlerdir. Bu çalışmaların sonucunda mutant T allel taşıyanlarda C allel taşıyanlarla karşılaştırıldığında MI riskinde farklılık olmadığı bildirilmiştir (46). Sonuç LOX-1 in KAH riskini etkilediği mekanizma henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Bu nedenle LOX-1 reseptörü, aterosklerozun en önemli etmeni olan okside LDL nin reseptörü olması ve okside LDL metabolizmasında direkt etkisi ile ateroskleroz ve ilişkili hastalıklarda hedef gen ve protein olarak araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Kaynaklar 1. Vecchione L, Gargiu E, Borgiani P, et al. Genotyping OLR1 Gene: A Genomic Biomarker for Cardiovascular Diseases. Recent Pat Cardiovasc Drug Discov 2007; 2: Freeman MW. Scavenger receptors in atherosclerosis. Curr Opin Hematol 1997; 4: Tate Shin I. Oxidized low-density lipoprotein receptor, LOX-1, on the endothelial cell- The receptor structure and functions of LOX-1 in atherogenesis. J Biol Macromol 2007; 7(2): Steinbrecher UP. Receptors for oxidized low density lipoprotein. Biochim Biophys Acta 1999; 1436: Chen M, Kakutani M, Minami M, et al. Increased expression of lectin-like oxidized low density lipoprotein receptor-1 in initial atherosclerotic lesions of Watanabe heritable hyperlipidemic rabbits. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2000; 20: Moriwaki H, Kume N, Kataoka H, et al. Expression of lectin-like oxidized low density lipoprotein receptor-1 in human and murine macrophages: upregulated expression by TNF-α. FEBS Lett. 1998; 440: Aoyama T, Chen M, Fujiwara H, Masaki T, Sawamura T. LOX-1 mediates lysophosphatidylcholine-induced oxidized LDL uptake in smooth muscle cells. FEBS Lett. 2000; 467: Falconi M, Biocca S, Novelli G, Desideri A. Molecular dynamics simulation of human LOX-1 provides an explanation for the lack of OxLDL binding to the Trp150Ala mutant. BMC Structural Biology 2007; 7: Cominacini L, Pasini AF, Garbin U, et al. Oxidized low density lipoprotein (ox-ldl) binding to ox LDL receptor-1 in endothelial cells induces the activation of NF-kappaB through an increased production of intracellular reactive oxygen species. J Biol Chem 2000; 275: Li D, Mehta JL. Upregulation of endothelial receptor for oxidized LDL (LOX 1) by oxidized LDL and implications in apoptosis of human coronary artery endothelial cells: evidence from use of antisense LOX-1 mrna and chemical inhibitors. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2000; 20: Cominacini L, Rigoni A, Fratta PA, et al. The binding of oxidized low-density lipoprotein (ox- LDL) to ox-ldl receptor- 1 in endothelial cells reduces the intracellular concentration of nitric oxide through an increased production of superoxide. J Biol Chem. 2001; 276: Aoyama T, Sawamura T, Furutanı Y, et al. Structure and chromosomal assignment of the human lectin-like oxidized low-density-lipoprotein receptor 1 (LOX 1) gene. Biochem. J 1999; 339: (Printed in Great Britain). 13. Chen M, Narumiya S, Masaki T, Sawamura T. Conserved C-terminal residues within the lectinlike domain of LOX-1 are essential for oxidized low-density-lipoprotein binding. Biochem J 2001; 355: (Printed in Great Britain). 14. Shi X, Niimi S, Ohtani T, Machida S. Characterization of residues and sequences of the carbohydrate recognition domain required for cell surface localization and ligand binding of human lectin-like oxidized LDL receptor. J Cell Sci 2001; 114: Tıp Araştırmaları Dergisi; 2014: 12(3):

7 LOX-1 ve Kardiyovasküler Hastalıklar DERLEME 15. Mehta J.L, Chen J, Hermonat P.L, Romeo F, Novelli G. Lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptor-1(lox-1): A critical player in the development of atherosclerosis and related disorders. Cardiovasc Res 2006; 69: Trabetti E, Biscuola M, Cavallari U, et al. On the association of the oxidised LDL receptor 1 (OLR1) gene in patients with acute myocardial infarction or coronary artery disease. Eur J Hum Genet 2006; 14: Holvoet P. Role of oxidatively modified low density lipoproteins and anti-oxidants in atherothrombosis. Exp Opin İnvest Drugs 1999; 8 (5): Kurban S, Mehmetoğlu İ. Okside düşük dansiteli lipoprotein otoantikorları ve klinik önemi, Türkiye Klinikleri J med Sci 2005; 25: Nakajima K, Nakano T, Tanaka A. The oxidative modification hypothesis of atherosclerosis: The comparison of atherogenic effects on oxidized LDL and remnant lipoproteins in plasma, Clin Chim Acta 2006; 367: Chen Q, Reis SE, Kammerer C, et al. Genetic Variation in Lectin-Like Oxidized Low-Density Lipoprotein Receptor 1(LOX1) Gene and the Risk of Coronary Artery Disease. Circulation. 2003; 107: Murphy JE, Tedburry PR, Homer-Vanniasinkam S, Walker JH, Ponnambalam S. Biochemistry and cell biology of mammalian scavenger receptors. Atherosclerosis 2005; 182: Gillote KL, Hörkkö S, Witztum JL, and Steinberg D. Oxidized phospholipids, linked to apolipoprotein B of oxidized LDL, are ligands for macrophage scavenger receptors. J Lipid Res 2000; 41: Jialal I, Devaraj S. The role of oxidized low density lipoprotein in atherogenesis. J.Nutr 1996; 126: 1053S-1057S. 24. Steinberg D. Atherogenesis in perspective: Hypercholesterolemia and inflammation as partners in crime. Nat Med 2002; 8: Carlos TM, Harlan JM. Membrane proteins involved in phagocyte adherence to endothelium. Immunol Rev 1990; 114: Lehr HA, Becker M. Marklund SL et al. Superoxide dependent stimulation of leukocyte adhesion by oxidatively modified LDL in vivo. Atheroscler Thromb Vasc Biol 1992; 12: Rajavashisth TB, Andalibi A, Territo MC, et al. Induction of endothelial cell expression of granulocyte and macrophage colony stimulating factors by modified low-density lipoproteins. Nature. 1990; 344: Chen XP, DU GH. Lectin-like oxidized lowdensity lipoprotein receptor-1: protein, ligands, expression and pathophysiological significance. Chin Med J. 2007; 120 (5): Sakurai K., Sawamura T. Stress and Vascular Responses: Endothelial Dysfunction via Lectin- Like Oxidized Low-Density Lipoprotein Receptor- 1: Close Relationships with Oxidative Stress. J Pharmacol Sci 2003; 91: Mehta JL. The role of LOX-1, a novel lectin-like receptor for oxidized low density lipoprotein, in atherosclerosis. Can J Cardiol. 2004; 20(Suppl B):32B-36B. 31. Tate SI. Oxidized low-density lipoprotein reseptor, LOX-1, on the endothelial cell- The receptor structure and functions of LOX-1 in atherogenesis. J Biol Macromol. 2007; 7(2): Chen M, Masaki T, Sawamura T. LOX-1, the receptor for oxidized low-density lipoprotein identified from endothelial cells: implications in endothelial dysfunction and atherosclerosis. Pharmacol Ther. 2002; 95: Murphy JE, Tacon D, Tedbury PR, et al. LOX-1 scavenger receptor mediates calcium-dependent recognition of phosphatidylserine and apoptotic cells. Biochem J. 2006; 393: Zelensky AN, Gready JE. The C-type lectin-like domain superfamily. FEBS J. 2005; 272: Kita T, Kume N, Minami M, et al. Role of oxidized LDL in atherosclerosis. Ann N Y Acad Sci. 2001; 947: Sawamura T, Kume N, Aoyama T, et al. An endothelial receptor for oxidized low-density lipoprotein. Nature. 1997; 386: Kataoka H, Kume N, Miyamoto S, et al. Expression of lectin like oxidized low density lipoprotein receptor-1 in human atherosclerotic lesions. Circulation. 1999; 99 (24): Kakutani M, Masaki T, Sawamura T. A plateletendothelium interaction mediated by lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptor-1. Proc Natl Acad Sci USA. 2000; 97: Kataoka H, Kume N, Miyamoto S, et al. Oxidized LDL modulates Bax/Bcl-2 through the lectin-like Ox-LDL receptor-1 in vascular smooth muscle cells. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2001; 21: Mehta JL, Li DY, Chen HJ, Joseph J, Romeo F. Inhibition of LOX-1 by statins may relate to upregulation of enos. Biochem Biophys Res Commun. 2001; 289: Li D, Williams V, Liu L, et al. Expression of lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptors during ischemia-reperfusion and its role in determination of apoptosis and left ventricular dysfunction. J Am Coll Cardiol. 2003; 41: Tatsuguchi M, Furutani M, Hinagata J, et al. Oxidized LDL receptor gene (OLR1) is associated with the risk of myocardial infarction. Biochem Biophys Res Commun. 2003; 303: Cominacini L, Rigoni A, Fratta PA, et al. The binding of oxidized low-density lipoprotein (ox- LDL) to ox-ldl receptor- 1 in endothelial cells Tıp Araştırmaları Dergisi; 2014: 12(3):

8 Kurnaz ve Aydoğan reduces the intracellular concentration of nitric oxide through an increased production of superoxide. J Biol Chem. 2001; 276: Nishimura S, Akagi M, Yoshida K, et al. Oxidized low-density lipoprotein (ox-ldl) binding to lectin-like ox-ldl receptor-1 (LOX-1) in cultured bovine articular chondrocytes increases production of intracellular reactive oxygen species (ROS) resulting in the activation of NF-kappaB. Osteoarthritis Cartilage. 2004; 12: Thomas T, Jürgen B. Mechanistic role of cytochrome P450 monooxygenases in oxidized low-density lipoprotein induced vascular injury therapy through LOX-1 receptor antagonism? Circ Res. 2004; 94: Sentinelli F, Filippi E, Fallarino M, et al. The 3 - UTR C>T polymorphism of the oxidized LDL receptor 1 (OLR1) gene does not associate with coronary artery disease in Italian CAD patients or with the severity of coronary disease. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2006; 16: Kurnaz O, Aydogan HY, Isbir CS, Tekeli A, Isbir T. Is LOX-1 K167N Polymorphism Protective for Coronary Artery Disease? In vivo. 2009; 23(6): Hattori H, Sonoda A, Sato H, et al. G501C polymorphism of oxidized LDL receptor gene (OLR1) and ischemic stroke. Brain Res. 2006; 1121: Mango R, Clementi F, Borgiani P, et al. Association of single nucleotide polymorphisms in the oxidised LDL receptor 1 (OLR1) gene in patients with acute. Tıp Araştırmaları Dergisi; 2014: 12(3):