Estrogen receptor alpha signaling in endothelial cells exacerbates arterial stiffening via upregulation of ENaC in insulin resistant females
内皮细胞中的雌激素受体 α 信号传导通过上调 ENaC 加剧胰岛素抵抗女性的动脉硬化
基本信息
- 批准号:10636948
- 负责人:
- 金额:$ 61.49万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-06-01 至 2025-04-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AblationAccelerationAffectAgeAgingAldosteroneAmilorideAttenuatedBiological AvailabilityBlood VesselsCardiovascular DiseasesCell Culture TechniquesCell VolumesCell surfaceCharacteristicsDataEndothelial CellsEndotheliumEstrogen Receptor alphaEstrogen declineEstrogensFatty acid glycerol estersFemaleFructoseFunctional disorderGlucocorticoidsHumanHypertensionIn VitroInsulin ResistanceKnockout MiceMeasuresMediatingMusNitric OxideNon-Insulin-Dependent Diabetes MellitusObesityOvernutritionPathway interactionsPhosphotransferasesPlayPostmenopausePredispositionPremenopauseProcessProtein-Serine-Threonine KinasesRegulationRiskRoleSerineSerumSex DifferencesSignal PathwaySignal TransductionSmall Interfering RNAStimulusTherapeutic AgentsTissuesTranslatingUp-RegulationWomanWorkarterial stiffnesscardiovascular disorder riskcohortdiabeticdietary controlendothelial dysfunctionepithelial Na+ channelexperimental studyfeedinghigh riskimprovedin vivoinhibitorknockout animalmalemenmouse modelpharmacologicprematurepreventprotective effectrandomized placebo controlled trialsexsteroid hormonetranslational studywestern diet
项目摘要
Project Summary/Abstract
Arterial stiffening is a hallmark of the aging process. However, premature stiffening is often seen in
hypertension, obesity, insulin resistance, and type 2 diabetes (T2D). Both men and women are affected, but
women with T2D are at greater risk. As augmented arterial stiffness is an independent predictor of
cardiovascular disease (CVD), the increased susceptibility of insulin-resistant (IR) and obese women to arterial
stiffening may explain their higher risk for CVD. In healthy women, estrogen signaling via estrogen receptor
alpha (ERα) prevents stiffening, but these effects are blunted in over-nutrition and obesity when the presence
of the ER may be deleterious. Endothelial cell (EC) epithelial sodium channel (ENaC) expression increases in
obese and IR female mice. Increased EC ENaC contributes to arterial stiffening and EC dysfunction, in part by
lowering nitric oxide (NO) bioavailability. Aldosterone is a major ENaC stimulus, but other steroid hormones,
specifically estrogen, also promote ENaC expression/function in various tissues. ENaC activity is regulated by
the serum glucocorticoid inducible-kinase 1 (SGK-1) pathway. Elevated aldosterone and decreased NO
bioavailability are characteristics of obese, IR and T2D women. Based on our prior work and most recent
preliminary data, our hypothesis is that estrogen action through the EC ERα upregulates EC ENaC expression
and activity, via SGK-1, exacerbating endothelial and arterial stiffening in obese, IR premenopausal females.
The corollary to this hypothesis is that ENaC inhibition will have a greater impact on arterial stiffness in obese,
premenopausal IR women than in obese IR postmenopausal women or age-matched obese, IR men.
Consequently, ENaC inhibition will have a greater impact on arterial stiffness in premenopausal obese, IR
women than in obese, IR men. We will measure arterial/EC stiffness in IR and obese EC-specific ERα and
ENaC KO mice; in isolated ECs; and in a cohort of obese, IR women (pre and post-menopausal) and age-
matched men, to accomplish the following Aims: 1) To determine whether EC ERα regulation of EC ENaC, via
SGK-1, plays an important role in the genesis of accelerated endothelial and arterial stiffening in IR female
mice and 2) to determine whether treatment with the ENaC inhibitor, amiloride, improves endothelial function
and arterial stiffness in obese IR subjects in a randomized placebo-controlled trial. To date, the specific role of
EC ERα regulation of ENaC expression/activation, in ensuing sex-related differences in arterial stiffness in
obesity and insulin resistance, remains unexplored. This proposal aims to fill that gap and show that targeting
ENaC activation holds extraordinary promise in reversing endothelial dysfunction and arterial stiffness in
obesity and insulin resistance, and ultimately preventing cardiovascular disease, especially in women.
项目概要/摘要
动脉硬化是衰老过程的一个标志,然而,过早硬化也常见于。
高血压、肥胖、胰岛素抵抗和 2 型糖尿病 (T2D) 男性和女性都会受到影响。
患有 T2D 的女性面临更大的风险,因为动脉僵硬度增强是 T2D 的独立预测因素。
心血管疾病(CVD)、胰岛素抵抗(IR)和肥胖女性对动脉的易感性增加
身体僵硬可能是健康女性患 CVD 风险较高的原因,因为雌激素信号通过雌激素受体传递。
α (ERα) 可以防止肌肉僵硬,但当营养过剩和肥胖时,这些作用会减弱
ERα 的表达增加可能是有害的。
肥胖和 IR 雌性小鼠 EC ENaC 增加导致动脉硬化和 EC 功能障碍,部分原因是
醛固酮是一种主要的 ENaC 刺激物,但其他类固醇激素则可降低一氧化氮 (NO) 的生物利用度。
特别是雌激素,也促进各种组织中的 ENaC 表达/功能 ENaC 活性受调节。
血清糖皮质激素诱导激酶 1 (SGK-1) 途径升高的醛固酮和降低的 NO。
根据我们之前的工作和最近的工作,生物利用度是肥胖、IR 和 T2D 女性的特征。
根据初步数据,我们的假设是雌激素通过 EC ERα 的作用上调 EC ENaC 表达
SGK-1 的活性会加剧肥胖、IR 绝经前女性的内皮和动脉硬化。
这一假设的推论是 ENaC 抑制将对肥胖者的动脉僵硬度产生更大的影响,
绝经前 IR 女性高于肥胖 IR 绝经后女性或年龄匹配的肥胖 IR 男性。
经测试,ENaC 抑制将对绝经前肥胖、IR 的动脉僵硬度产生更大影响
女性与肥胖、IR 男性相比,我们将测量 IR 和肥胖 EC 特异性 ERα 和 EC 的动脉/EC 硬度。
ENaC KO 小鼠;以及一组肥胖、IR 女性(绝经前和绝经后)和年龄-
匹配的男性,以实现以下目标:1) 确定 EC ERα 是否对 EC ENaC 进行调节,通过
SGK-1,在 IR 女性加速内皮和动脉硬化的发生中起重要作用
小鼠和 2) 确定 ENaC 抑制剂阿米洛利治疗是否可以改善内皮功能
迄今为止,在一项随机安慰剂对照试验中,肥胖 IR 受试者的动脉僵硬度的具体作用。
EC ERα 对 ENaC 表达/激活的调节,导致动脉僵硬度的性别相关差异
肥胖和胰岛素抵抗尚未得到探索,该提案旨在填补这一空白并表明目标。
ENaC 激活在逆转内皮功能障碍和动脉僵化方面具有非凡的前景
肥胖和胰岛素抵抗,最终预防心血管疾病,尤其是女性。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Role of adropin in reducing arterial stiffness in type 2 diabetes.
adropin 在降低 2 型糖尿病动脉僵硬度方面的作用。
- DOI:
- 发表时间:2022-05
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Jurrissen, Thomas J;Ramirez;Cabral, Francisco J;McMillan, Neil J;Fujie, Shumpei J;Butler, Andrew A;Banerjee, Subhashis;Sacks, Howard S;Manrique;Martinez;Padilla, Jaume
- 通讯作者:Padilla, Jaume
Young Women Are Protected Against Vascular Insulin Resistance Induced by Adoption of an Obesogenic Lifestyle.
年轻女性可以免受因采用致胖生活方式而引起的血管胰岛素抵抗。
- DOI:
- 发表时间:2022-10-11
- 期刊:
- 影响因子:4.8
- 作者:Smith, James A;Soares, Rogerio N;McMillan, Neil J;Jurrissen, Thomas J;Martinez;Padilla, Jaume;Manrique
- 通讯作者:Manrique
New insights into mechanisms of endothelial insulin resistance in type 2 diabetes.
对 2 型糖尿病内皮胰岛素抵抗机制的新见解。
- DOI:
- 发表时间:2022-12-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Padilla, Jaume;Manrique;Martinez
- 通讯作者:Martinez
Role of the arterial baroreflex in the sympathetic response to hyperinsulinemia in adult humans.
动脉压力感受反射在成人高胰岛素血症交感神经反应中的作用。
- DOI:
- 发表时间:2022-04-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:McMillan, Neil J;Soares, Rogerio N;Harper, Jennifer L;Shariffi, Brian;Moreno;Curry, Timothy B;Manrique;Padilla, Jaume;Limberg, Jacqueline K
- 通讯作者:Limberg, Jacqueline K
Skeletal muscle microvascular insulin resistance in type 2 diabetes is not improved by eight weeks of regular walking.
八周的定期步行并未改善 2 型糖尿病患者的骨骼肌微血管胰岛素抵抗。
- DOI:10.1152/japplphysiol.00174.2020
- 发表时间:2020-07-02
- 期刊:
- 影响因子:3.3
- 作者:Lauren K. Park;E. Parks;R. Pettit;Makenzie L. Woodford;Thaysa Ghiarone;James A H Smith;A. Sales;L. Martinez‐Lemus;Camila Manrique;J. Padilla
- 通讯作者:J. Padilla
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