БИОХИМИЯ, 2019, том 84, вып. 10, с. 1511–1518

УДК 577.175.72

Повышенная чувствительность тромбоцитов к действию инсулиноподобного фактора роста 1 у больных сахарным диабетом 2-го типа *

© 2019 N. Gligorijevic **, D. Robajac, O. Nedic

Institute for the Application of Nuclear Energy (INEP), University of Belgrade, 11080 Belgrade, Serbia; E-mail: nikolag@inep.co.rs

Поступила в редакцию 03.04.2019
После доработки 08.06.2019
Принята к публикации 24.06.2019

DOI: 10.1134/S0320972519100129

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: тромбоциты крови, диабет 2-го типа, гемостаз, инсулиноподобный фактор роста 1, агрегация тромбоцитов.

Аннотация

Для сахарного диабета характерно усиление процесса активации тромбоцитов. Этот феномен обусловлен действием многих факторов, в том числе изменениями уровня экспрессии мембранных белков. Целью настоящей работы было изучение чувствительности тромбоцитов человека к действию системы инсулиноподобного фактора роста (IGF) у больных со слабо контролируемым диабетом 2-го типа (DM2). Для проведения анализа связывания лиганда и определения уровня экспрессии рецептора инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1R) и рецептора инсулина (IR) с помощью метода вестерн-блоттинга использовали IGF-1, радиоактивно меченый 125I. Агрегацию тромбоцитов в присутствии IGF-1 оценивали с помощью метода оценки агрегации тромбоцитов в планшетах (plate aggregometry assay). В результате проведенной работы было показано увеличение количества связанного с тромбоцитами IGF-1 и повышение уровня экспрессии IGF-1R в тромбоцитах, полученных от больных сахарным диабетом 2-го типа по сравнению с тромбоцитами здоровых людей. Связывание инсулина и уровень экспрессии инсулинового рецептора, в общем, были ниже в группе с сахарным диабетом 2-го типа. Однако эти различия не были статистически достоверными. Усиление процесса активации тромбоцитов, индуцированного тромбином, под влиянием IGF-1 было обнаружено в обеих группах, но этот эффект был более выражен у больных сахарным диабетом 2-го типа. Начальная скорость активации тромбоцитов в присутствии IGF-1 положительно коррелировала с концентрацией гликированного гемоглобина (HbA1c). Таким образом, тромбоциты, выделенные из крови больных сахарным диабетом 2-го типа, имеют повышенный уровень экспрессии субъединиц IGF-1R, что может способствовать более высокой чувствительности тромбоцитов к IGF-1, за счет увеличения скорости их активации в процессе агрегации, индуцированной тромбином. Однако необходимы дальнейшие эксперименты для изучения потенциальной роли IGF-1 в тромботических осложнениях, сопровождающих диабет.

Сноски

* Приложение к статье на английском языке опубликовано на сайте журнала «Biochemistry» (Moscow) и на сайте издательства Springer (https://link.springer.com/journal/10541), том 84, вып. 10, 2019.

** Адресат для корреспонденции.

Финансирование

Проведение данной работы было поддержано Министерством образования, науки и технологий Республики Сербия (грант № 173042).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Соблюдение этических норм

Проведение данной работы было одобрено Комитетом по этике при Институте прикладной ядерной энергии (INEP). Все процедуры, выполненные в исследовании с участием людей, соответствуют этическим стандартам институционального и/или национального комитета по исследовательской этике. От каждого из включенных в исследование участников было получено информированное добровольное согласие.

Список литературы

1. Tripodi, A., Branchi, A., Chantarangkul, V., Clerici, M., Merati, G., Artoni, A., and Mannucci, P.M. (2011) Hypercoagulability in patients with type 2 diabetes mellitus detected by a thrombin generation assay, J. Thromb. Thrombolysis, 31, 165–172.

2. Carr, M.E. (2001) Diabetes mellitus. A hypercoagulable state, J. Diabetes Complications, 15, 44–54.

3. Vazzana, N., Ranalli, P., Cuccurullo, C., and Davi, G. (2012) Diabetes mellitus and thrombosis, Thromb. Res., 129, 371–377.

4. Dunn, E.J., Ariens, R.A., and Grant, P.J. (2005) The influence of type 2 diabetes on fibrin structure and function, Diabetologia, 48, 1198–1206.

5. Dunn, E.J., Philippou, H., Ariens, R.A., and Grant, P.J. (2006) Molecular mechanisms involved in the resistance of fibrin to clot lysis by plasmin in subjects with type 2 diabetes mellitus, Diabetologia, 49, 1071–1080.

6. Dunn, E.J., and Ariens, R.A. (2004) Fibrinogen and fibrin clot structure in diabetes, Herz, 29, 470–479.

7. Kim, J.H., Bae, H.Y., and Kim, S.Y. (2013) Clinical marker of platelet hyperreactivity in diabetes mellitus, Diabetes Metab. J., 37, 423–428.

8. Pomero, F., Di Minno, M.N.D., Fenoglio, L., Gianni, M., Ageno, W., and Dentali, F. (2015) Is diabetes a hypercoagulable state? A critical appraisal, Acta Diabetol., 52, 1007–1016.

9. Kakouros, N., Rade, J.J., Kourliouros, A., and Resar, J.R. (2011) Platelet function in patients with diabetes mellitus: from a theoretical to a practical perspective, Int. J. Endocrinol., 2011, 742719.

10. Hu, L., Chang, L., Zhang, Y., Zhai, L., Zhang, S., Qi, Z., Yan, H., Yan, Y., Luo, X., Zhang, S., Wang, Y., Kunapuli, S.P., Ye. H., and Ding, Z. (2017) Platelets express activated P2Y12 receptor in patients with diabetes mellitus, Circulation, 136, 817–833.

11. Di Minno, M.N.D., Lupoli, R., Palmieri, N.M., Russolillo, A., Buonauro, A., and Di Minno, G. (2012) Aspirin resistance, platelet turnover, and diabetic angiopathy: a 2011 update, Thromb. Res., 129, 341–344.

12. Randriamboavonjy, V., and Fleming, I. (2009) Insulin, insulin resistance, and platelet signaling in diabetes, Diabetes Care, 32, 528–530.

13. Ferreiro, J.L., Gomez-Hospital, J.A., and Angiolillo, D.J. (2010) Platelet abnormalities in diabetes mellitus, Diab. Vasc. Dis. Res., 7, 251–259.

14. Annunziata, M., Granata, R., and Ghigo, E. (2011) The IGF system, Acta Diabetol., 48, 1–9.

15. Aghdam, S.Y., Eming, S.A., Willenborg, S., Neuhaus, B., Niessen, C.M., Partridge, L., Krieg, T., and Bruning, J.C. (2012) Vascular endothelial insulin/IGF-1 signaling controls skin wound vascularization, Biochem. Biophys. Res. Commun., 421, 197–202.

16. Hunter, R.W., and Hers, I. (2009) Insulin/IGF-1 hybrid receptor expression on human platelets: consequences for the effect of insulin on platelet function, J. Thromb. Haemost., 7, 2123–2130.

17. Andersen, M., Norgaard-Pedersen, D., Brandt, J., Pettersson, I. and Slaaby, R. (2017) IGF1 and IGF2 specificities to the two insulin receptor isoforms are determined by insulin receptor amino acid 718, PLoS One, 12, e0178885.

18. Kim, S., Garcia, A., Jackson, S.P., and Kunapuli, S.P. (2007) Insulin-like growth factor-1 regulates platelet activation through PI3-Kα isoform, Blood, 110, 4206–4213.

19. Hers, I. (2007) Insulin-like growth factor-1 potentiates platelet activation via the IRS-PI3Kα pathway, Blood, 110, 4243–4252.

20. Moore, S.F., Williams, C.M., Brown, E., Blair, T.A., Harper, M.T., Coward, R.J., Poole, A.W., and Hers, I. (2015) Loss of the insulin receptor in murine megakaryocytes/platelets causes thrombocytosis and alterations in IGF signaling, Cardiovasc. Res., 107, 9–19.

21. Stolla, M.C., Li, D., Lu, L., and Woulfe, D.S. (2013) Enhanced platelet activity and thrombosis in a murine model of type I diabetes are partially insulin-like growth factor 1-dependent and phosphoinositide 3-kinase-dependent, J. Thromb. Haemost., 11, 919–929.

22. Hunter, W.M., and Greenwood, F.C. (1963) Preparation of iodine-131 labelled human growth hormone of high specific activity, Biochem. J., 89, 114–123.

23. Laemmli, U.K. (1970) Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4, Nature, 227, 680–685.

24. Bednar, B., Condra, C., Gould, R.J., and Connolly, T.M. (1995) Platelet aggregation monitored in a 96 well microplate reader is useful for evaluation of platelet agonists and antagonists, Thromb. Res., 77, 453–463.

25. Motani, A.S., Anggard, E.E., and Ferns, G.A.A. (1996) Recombinant insulin-like growth factor-1 modulates aggregation in human platelets via extracellular calcium, Life Sci., 58, 269–74.

26. Blair, P., and Flaumenhaft, R. (2009) Platelet α-granules: basic biology and clinical correlates, Blood Rev., 23, 177–189.

27. Taylor, V.L., and Spencer, E.M. (2001) Characterisation of insulin-like growth factor-binding protein-3 binding to a novel receptor on human platelet membranes, J. Endocrinol., 168, 307–315.

28. Simic, D., Bogdan, N., Teng, F., and Otieno, M. (2017) Blocking α5β1 integrin attenuates sCD40L-mediated platelet activation, Clin. Appl. Thromb. Hemost., 23, 607–614.

29. Campbell, P.G., Durham, S.K., Hayes, J.D., Suwanichkul, A., and Powell, D.R. (1999) Insulin-like growth factor-binding protein-3 binds fibrinogen and fibrin, J. Biol. Chem., 274, 30215–30221.

30. Gligorijevic, N., and Nedic, O. (2016) Interaction between fibrinogen and insulin-like growth factor-binding protein-1 in human plasma under physiological conditions, Biochemistry (Moscow), 81, 135–140.

31. Udvardy, M., Pfliegler, G., and Rak, K. (1985) Platelet insulin receptor determination in non-insulin dependent diabetes mellitus, Experimentia, 41, 422–423.

32. Boucher, J., Kleinridders, A., and Khan, R. (2014) Insulin receptor signaling in normal and insulin-resistant states, Cold Spring Harb. Perspect. Biol., 6, a009191.

33. Vestergaard, P.F., Hansen, M., Frystyk, J., Espelund, U., Christiansen, J.S., Jorgensen, J.O., and Fisker, S. (2013) Serum levels of bioactive IGF1 and physiological markers of ageing in healthy adults, Eur. J. Endocrinol., 170, 229–236.

34. Wilcox, G. (2005) Insulin and insulin resistance, Clin. Biochem. Rev., 26, 19–39.

35. Benyoucef, S. Katharina, H., Surinya, K.H., Hadaschik, D., and Siddle, K. (2007) Characterization of insulin/IGF hybrid receptors: contributions of the insulin receptor L2 and Fn1 domains and the alternatively spliced exon 11 sequence to ligand binding and receptor activation, Biochem. J., 403, 603–613.