ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2022-4-121-129ssmu-5032Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSИзучение ассоциаций белков в крови с наличием нестабильных атеросклеротических бляшек в коронарных артериях методом количественной протеомикиStudy of associations of blood proteins with development of unstable atherosclerotic plaques in coronary arteries by quantitative proteomicshttps://orcid.org/0000-0003-0484-6540СтахнёваЕ. М.StakhnevaE. M.

Стахнëва Екатерина Михайловна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, лаборатория клинических биохимических и гормональных исследований терапевтических заболеваний

630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, 175/1

175/1, B. Bogatkova Str., Novosibirsk, 63008

stahneva@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2268-4186КаштановаЕ. В.KashtanovaE. V.

Каштанова Елена Владимировна – доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, заведующая лабораторией клинических биохимических и гормональных исследований терапевтических заболеваний

630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, 175/1

175/1, B. Bogatkova Str., Novosibirsk, 63008

elekastanova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3538-0280ПолонскаяЯ. В.PolonskayaYa. V.

Полонская Яна Владимировна – доктор биологических наук., старший научный сотрудник, лаборатория клинических биохимических и гормональных исследований терапевтических заболеваний

630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, 175/1

175/1, B. Bogatkova Str., Novosibirsk, 63008

yana-polonskaya@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5316-4664СтрюковаЕ. В.StriukovaE. V.

Стрюкова Елена Владимировна – кандидат медицинских наук, научный сотрудник, лаборатория клинических биохимических и гормональных исследований терапевтических заболеваний

630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, 175/1

175/1, B. Bogatkova Str., Novosibirsk, 63008

stryukova.j@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0436-2549ШрамкоВ. С.ShramkoV. S.

Шрамко Виктория Сергеевна – кандидат медицинских наук, научный сотрудник, лаборатория клинических биохимических и гормональных исследований терапевтических заболеваний

630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, 175/1

175/1, B. Bogatkova Str., Novosibirsk, 63008

nosova@211.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7350-534XСадовскийЕ. В.SadovskiE. V.

Садовский Евгений Викторович – младший научный сотрудник, лаборатория клинических биохимических и гормональных исследований терапевтических заболеваний

630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, 175/1

175/1, B. Bogatkova Str., Novosibirsk, 63008

stinger000@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1345-2199КургузовА. В.KurguzovA. V.

Кургузов Алексей Витальевич – врач-кардиолог, кардиохирургическое отделение аорты и коронарных артерий

630055, г. Новосибирск, ул. Речкуновская,15

15, Rechkunovskaya Str., Novosibirsk, 630055

aleksey_kurguzov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3712-1258МурашовИ. С.MurashovI. S.

Мурашов Иван Сергеевич – кандидат медицинских наук, научный сотрудник, лаборатория патоморфологии

630055, г. Новосибирск, ул. Речкуновская,15

15, Rechkunovskaya Str., Novosibirsk, 630055

ivmurashov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9818-8678ЧернявскийА. М.ChernyavskiiA. M.

Чернявский Александр Михайлович – доктор медицинских наук, профессор, директор

630055, г. Новосибирск, ул. Речкуновская,15

15, Rechkunovskaya Str., Novosibirsk, 630055

amchern@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4936-8362РагиноЮ. И.RaginoYu. I.

Рагино Юлия Игоревна – доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, руководитель

630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, 175/1

175/1, B. Bogatkova Str., Novosibirsk, 63008

ragino@mail.ruНаучно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины – филиал Федерального исследовательского центра «Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук» (НИИТПМ – филиал ИЦиГ СО РАН)РоссияResearch Institute of Internal and Preventive Medicine – Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationНациональный медицинский исследовательский центр (НМИЦ) им. акад. Е.Н. МешалкинаРоссияMeshalkin National Medical Research CenterRussian Federation202221012023214121129Copyright © Стахнёва Е.М., Каштанова Е.В., Полонская Я.В., Стрюкова Е.В., Шрамко В.С., Садовский Е.В., Кургузов А.В., Мурашов И.С., Чернявский А.М., Рагино Ю.И., 20232023Стахнёва Е.М., Каштанова Е.В., Полонская Я.В., Стрюкова Е.В., Шрамко В.С., Садовский Е.В., Кургузов А.В., Мурашов И.С., Чернявский А.М., Рагино Ю.И.Stakhneva E.M., Kashtanova E.V., Polonskaya Y.V., Striukova E.V., Shramko V.S., Sadovski E.V., Kurguzov A.V., Murashov I.S., Chernyavskii A.M., Ragino Y.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/5032Цель

Цель. Изучение ассоциаций белков крови с наличием нестабильных атеросклеротических бляшек в артериях у пациентов с коронарным атеросклерозом с использованием количественного протеомного анализа.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследование участвовали пациенты с ишемической болезнью сердца и коронарным атеросклерозом (n = 40), средний возраст пациентов 58 ± 7 лет. Материал исследования – сыворотка крови. Концентрации белков в образцах сыворотки определяли с помощью набора PeptiQuant Plus Proteomics Kit (Cambridge Isotope Laboratories, США). Идентификацию белковых фракций осуществляли методом мониторинга множественных реакций на масс-спектрометре Q-TRAP 6500, комбинированном с жидкостным хроматографом.

Результаты

Результаты. Масс-спектрометрическая идентификация выявила в образцах сыворотки крови у пациентов с нестабильными атеросклеротическими бляшками повышенную концентрацию белков: фибриноген, фибулин-1 и фактор комплемента Н. При одновременном сниженном уровне белков: витронектин, α-2-антиплазмин, кофактор гепарина 2, коагуляционный фактор XII, плазминоген и протромбин, белки комплемента (С1, С3, С7, С9) и фактор комплемента В. Различия считали значимыми при р < 0,05. Выявлено, что нестабильность атеросклеротических бляшек ассоциирована с концентрацией фибулина-1 (Exp(B) = 1,008; р = 0,05), плазминогена (Exp(В) = 0,995; р = 0,027) и коагуляционного фактора X (Exp(В) = 0,973; р = 0,037).

Заключение

Заключение. Повышенная концентрация фибулина-1 в крови может рассматриваться как потенциальный биомаркер нестабильности атеросклеротических бляшек при коронарном атеросклерозе. Возможность использования исследованных белков как биомаркеров нестабильности атеросклеротических бляшек при коронарном атеросклерозе требует дальнейших исследований их потенциальной роли в развитии данного заболевания.

Aim

Aim. To study the associations of blood proteins with the presence of unstable atherosclerotic plaques in the arteries in patients with coronary artery disease using the quantitative proteomic analysis.

Materials and methods

Materials and methods. The study included patients with coronary artery disease (n = 40); the average age of patients was 58 ± 7 years. Material for the study was blood serum. Protein concentrations in serum samples were determined using the PeptiQuant Plus Proteomics Kit (Cambridge Isotope Laboratories, USA). Protein fractions were identified using the liquid chromatograph and tandem mass spectrometer Q-TRAP 6500.

Results

Results. Mass spectrometry revealed an increased concentration of proteins, such as fibrinogen, fibulin-1, and complement factor H, in the serum samples of patients with unstable atherosclerotic plaques. It took place with a simultaneous decrease in the levels of α 2-antiplasmin, heparin cofactor II, coagulation factor XII, plasminogen, prothrombin, vitronectin, complement proteins (C1, C3, C7, C9), and complement factor B. The differences were considered significant at p < 0.05. It was revealed that the presence of unstable atherosclerotic plaques was associated with the level of fibulin-1 (Exp(B) = 1.008; р = 0.05), plasminogen (Exp(В) = 0.995; р = 0.027), and coagulation factor X (Exp(В) = 0.973; р = 0.037).

Conclusion

Conclusion. An increased concentration of fibulin-1 can be considered as a potential biomarker of unstable atherosclerotic plaque development in coronary artery disease. The possibility of using the studied proteins as biomarkers of unstable atherosclerotic plaques requires further studies on their potential role in the development of this disease.

протеомный анализмасс-спектрометриякоронарный атеросклерозproteomic analysismass spectrometrycoronary artery diseaseРабота выполнена в рамках бюджетной темы по Государственному заданию № 122031700094-5 и в рамках гранта РНФ №. 21-15-00022The study was carried out within the budgetary topic of the state assignment No.1220317000945 and within the grant of the Russian Science Foundation No. 21-15-00022ReferencesBos D., Arshi B., van den Bouwhuijsen Q.J.A., Ikram M.K., Selwaness M., Vernooij M.W. et al. Atherosclerotic carotid plaque composition and Incident stroke and coronary events. J. Am. Coll. Cardiol. 2021;77(11):1426–1435. DOI: 10.1016/j.jacc.2021.01.038Bos D., Arshi B., van den Bouwhuijsen Q.J.A., Ikram M.K., Selwaness M., Vernooij M.W. et al. Atherosclerotic carotid plaque composition and Incident stroke and coronary events. J. Am. Coll. Cardiol. 2021;77(11):1426–1435. DOI: 10.1016/j.jacc.2021.01.038Yuan S., Burgess S., Laffan M., Mason A.M., Dichgans M., Gill D. et al. Genetically roxied Inhibition of Coagulation Factors and Risk of Cardiovascular Disease: A Mendelian Randomization Study. J. Am. Heart Assoc. 2021;10(8):e019644. DOI: 10.1161/JAHA.120.019644.Yuan S., Burgess S., Laffan M., Mason A.M., Dichgans M., Gill D. et al. Genetically roxied Inhibition of Coagulation Factors and Risk of Cardiovascular Disease: A Mendelian Randomization Study. J. Am. Heart Assoc. 2021;10(8):e019644. DOI: 10.1161/JAHA.120.019644.Stakhneva E.M., Meshcheryakova I.A., Demidov E.A., Starostin K.V., Sadovski E.V., Peltek S.E. et al. A Proteomic Study of Atherosclerotic Plaques in Men with Coronary Atherosclerosis. Diagnostics. 2019;9(4):E177. DOI: 10.3390/diagnostics9040177.Stakhneva E.M., Meshcheryakova I.A., Demidov E.A., Starostin K.V., Sadovski E.V., Peltek S.E. et al. A Proteomic Study of Atherosclerotic Plaques in Men with Coronary Atherosclerosis. Diagnostics. 2019;9(4):E177. DOI: 10.3390/diagnostics9040177.Badimon L., Vilahur G. Thrombosis formation on atherosclerotic lesions and plaque rupture. J. Intern. Med. 2014;276(6):618– 632. DOI: 10.1111/joim.12296.Badimon L., Vilahur G. Thrombosis formation on atherosclerotic lesions and plaque rupture. J. Intern. Med. 2014;276(6):618– 632. DOI: 10.1111/joim.12296.Luo M., Ji Y., Luo Y., Li R., Fay W.P., Wu J. Plasminogen activator inhibitor-1 regulates the vascular expression of vitronectin. J. Thromb. Haemost. 2017;15(12):2451–2460. DOI: 10.1111/jth.13869.Luo M., Ji Y., Luo Y., Li R., Fay W.P., Wu J. Plasminogen activator inhibitor-1 regulates the vascular expression of vitronectin. J. Thromb. Haemost. 2017;15(12):2451–2460. DOI: 10.1111/jth.13869.Ekmekçi H., Güngör Öztürk Z., Ekmekçi O.B., Işler Bütün I., Beşirli K., Gode S. et al. Significance of vitronectin and PAI-1 activity levels in carotid artery disease: comparison of symptomatic and asymptomatic patients. Minerva Med. 2013;104(2):215–223.Ekmekçi H., Güngör Öztürk Z., Ekmekçi O.B., Işler Bütün I., Beşirli K., Gode S. et al. Significance of vitronectin and PAI-1 activity levels in carotid artery disease: comparison of symptomatic and asymptomatic patients. Minerva Med. 2013;104(2):215–223.Ekmekci H., Sonmez H., Ekmekci O.B., Ozturk Z., Domanic N., Kokoglu E. Plasma vitronectin levels in patients with coronary atherosclerosis are increased and correlate with extent of disease. J. Thromb. Thrombolysis. 2002;14(3):221–225. DOI: 10.1023/a:1025000810466.Ekmekci H., Sonmez H., Ekmekci O.B., Ozturk Z., Domanic N., Kokoglu E. Plasma vitronectin levels in patients with coronary atherosclerosis are increased and correlate with extent of disease. J. Thromb. Thrombolysis. 2002;14(3):221–225. DOI: 10.1023/a:1025000810466.Yamagishi K., Aleksic N., Hannan P.J., Folsom A.R.; ARIC Study Inverstigators. Coagulation factors II, V, IX, X, XI, and XII, plasminogen, and alpha-2 antiplasmin and risk of coronary heart disease. J. Atheroscler. Thromb. 2010;17(4):402–409. DOI: 10.5551/jat.3673.Yamagishi K., Aleksic N., Hannan P.J., Folsom A.R.; ARIC Study Inverstigators. Coagulation factors II, V, IX, X, XI, and XII, plasminogen, and alpha-2 antiplasmin and risk of coronary heart disease. J. Atheroscler. Thromb. 2010;17(4):402–409. DOI: 10.5551/jat.3673.Ragino Y.I., Striukova E.V., Murashov I.S., Polonskaya Y.V., Volkov A.M., Kurguzov A.V. et al. Association of some hemostasis and endothelial dysfunction factors with probability of presence of vulnerable atherosclerotic plaques in patients with coronary atherosclerosis. BMC Res. Notes. 2019;12(1):336. DOI: 10.1186/s13104-019-4360-7.Ragino Y.I., Striukova E.V., Murashov I.S., Polonskaya Y.V., Volkov A.M., Kurguzov A.V. et al. Association of some hemostasis and endothelial dysfunction factors with probability of presence of vulnerable atherosclerotic plaques in patients with coronary atherosclerosis. BMC Res. Notes. 2019;12(1):336. DOI: 10.1186/s13104-019-4360-7.Lu J., Niu D., Zheng D., Zhang Q., Li W. Predictive value of combining the level of lipoprotein-associated phospholipase A2 and antithrombin III for acute coronary syndrome risk. Biomed. Rep. 2018;9(6):517–522. DOI: 10.3892/br.2018.1162.Lu J., Niu D., Zheng D., Zhang Q., Li W. Predictive value of combining the level of lipoprotein-associated phospholipase A2 and antithrombin III for acute coronary syndrome risk. Biomed. Rep. 2018;9(6):517–522. DOI: 10.3892/br.2018.1162.Elmissbah T.E., Iderous M.E., Al-Qahtani F.M., Elaskary A., Dahlawi H. Assessment of antithrombin III and protein C in Saudi myocardial infarction patients. Clin. Lab. 2021;67(10). DOI: 10.7754/Clin.Lab.2021.201206.Elmissbah T.E., Iderous M.E., Al-Qahtani F.M., Elaskary A., Dahlawi H. Assessment of antithrombin III and protein C in Saudi myocardial infarction patients. Clin. Lab. 2021;67(10). DOI: 10.7754/Clin.Lab.2021.201206.Sridharan V., Tripathi P., Sharma S.K., Moros E.G., Corry P.M., Lieblong B.J. et al. Cardiac inflammation after local irradiation is influenced by the kallikrein-kinin system. Cancer Res. 2012;72(19):4984–4992. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-121831Sridharan V., Tripathi P., Sharma S.K., Moros E.G., Corry P.M., Lieblong B.J. et al. Cardiac inflammation after local irradiation is influenced by the kallikrein-kinin system. Cancer Res. 2012;72(19):4984–4992. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-121831Koch M., Bonaventura K., Spillmann F., Dendorfer A., Schultheiss H.P., Tschöpe C. Attenuation of left ventricular dysfunction by an ACE inhibitor after myocardial infarction in a kininogen-deficient rat model. Biol. Chem. 2008;389(6):719– 723. DOI: 10.1515/BC.2008.083.Koch M., Bonaventura K., Spillmann F., Dendorfer A., Schultheiss H.P., Tschöpe C. Attenuation of left ventricular dysfunction by an ACE inhibitor after myocardial infarction in a kininogen-deficient rat model. Biol. Chem. 2008;389(6):719– 723. DOI: 10.1515/BC.2008.083.Lubbers R., van Essen M.F., van Kooten C., Trouw L.A. Production of complement components by cells of the immune system. Clin. Exp. Immunol. 2017;188(2):183–194. DOI: 10.1111/cei.12952.Lubbers R., van Essen M.F., van Kooten C., Trouw L.A. Production of complement components by cells of the immune system. Clin. Exp. Immunol. 2017;188(2):183–194. DOI: 10.1111/cei.12952.Martin-Ventura J.L., Martinez-Lopez D., Roldan-Montero R., Gomez-Guerrero C., Blanco-Colio L.M. Role of complement system in pathological remodeling of the vascular wall. Mol. Immunol. 2019;114:207–215. DOI: 10.1016/j.molimm.2019.06.016.Martin-Ventura J.L., Martinez-Lopez D., Roldan-Montero R., Gomez-Guerrero C., Blanco-Colio L.M. Role of complement system in pathological remodeling of the vascular wall. Mol. Immunol. 2019;114:207–215. DOI: 10.1016/j.molimm.2019.06.016.Vlaicu S.I., Tatomir A., Rus V., Mekala A.P., Mircea P.A., Niculescu F. et al. The role of complement activation in atherogenesis: the first 40 years. Immunol. Res. 2016;64(1):1–13. DOI: 10.1007/s12026-015-8669-6.Vlaicu S.I., Tatomir A., Rus V., Mekala A.P., Mircea P.A., Niculescu F. et al. The role of complement activation in atherogenesis: the first 40 years. Immunol. Res. 2016;64(1):1–13. DOI: 10.1007/s12026-015-8669-6.Ge X., Xu C., Liu Y., Zhu K., Zeng H., Su J. et al. Complement activation in the arteries of patients with severe atherosclerosis. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2018;11(1):1–9.Ge X., Xu C., Liu Y., Zhu K., Zeng H., Su J. et al. Complement activation in the arteries of patients with severe atherosclerosis. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2018;11(1):1–9.Rawish E., Sauter M., Sauter R., Nording H., Langer H.F. Complement, inflammation and thrombosis. Br. J. Pharmacol. 2021;178(14):2892–2904. DOI: 10.1111/bph.15476.Rawish E., Sauter M., Sauter R., Nording H., Langer H.F. Complement, inflammation and thrombosis. Br. J. Pharmacol. 2021;178(14):2892–2904. DOI: 10.1111/bph.15476.Speth C., Rambach G., Würzner R., Lass-Flörl C., Kozarcanin H., Hamad O.A. et al. Complement and platelets: Mutual interference in the immune network. Mol. Immunol. 2015;67(1):108– 118. DOI: 10.1016/j.molimm.2015.03.244.Speth C., Rambach G., Würzner R., Lass-Flörl C., Kozarcanin H., Hamad O.A. et al. Complement and platelets: Mutual interference in the immune network. Mol. Immunol. 2015;67(1):108– 118. DOI: 10.1016/j.molimm.2015.03.244.Amara U., Rittirsch D., Flierl M., Bruckner U., Klos A., Gebhard F. et al. Interaction between the coagulation and complement system. Adv. Exp. Med. Biol. 2008;632:71–79. DOI: 10.1007/978-0-387-78952-1_6.Amara U., Rittirsch D., Flierl M., Bruckner U., Klos A., Gebhard F. et al. Interaction between the coagulation and complement system. Adv. Exp. Med. Biol. 2008;632:71–79. DOI: 10.1007/978-0-387-78952-1_6.Tulamo R., Frösen J., Paetau A., Seitsonen S., Hernesniemi J., Niemelä M. et al. Lack of complement inhibitors in the outer intracranial artery aneurysm wall associates with complement terminal pathway activation. Am. J. Pathol. 2010;177(6):3224–3232. DOI: 10.2353/ajpath.2010.091172.Tulamo R., Frösen J., Paetau A., Seitsonen S., Hernesniemi J., Niemelä M. et al. Lack of complement inhibitors in the outer intracranial artery aneurysm wall associates with complement terminal pathway activation. Am. J. Pathol. 2010;177(6):3224–3232. DOI: 10.2353/ajpath.2010.091172.Wezel A., de Vries M.R., Lagraauw H.M., Foks A.C., Kuiper J., Quax P.H. et al. Complement factor C5a induces atherosclerotic plaque disruptions. J. Cell Mol. Med. 2014;18(10):2020– 2030. DOI: 10.1111/jcmm.12357.Wezel A., de Vries M.R., Lagraauw H.M., Foks A.C., Kuiper J., Quax P.H. et al. Complement factor C5a induces atherosclerotic plaque disruptions. J. Cell Mol. Med. 2014;18(10):2020– 2030. DOI: 10.1111/jcmm.12357.Wu G., Hu W., Shahsafaei A., Song W., Dobarro M., Sukhova G.K. et al. Complement regulator CD59 protects against atherosclerosis by restricting the formation of complement membrane attack complex. Circ. Res. 2009;104(4):550558. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.108.191361.Wu G., Hu W., Shahsafaei A., Song W., Dobarro M., Sukhova G.K. et al. Complement regulator CD59 protects against atherosclerosis by restricting the formation of complement membrane attack complex. Circ. Res. 2009;104(4):550558. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.108.191361.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.