LDL受容体ノックアウトマウスのリポタンパク質代謝とアテローム性動脈硬化に対する骨髄移植の影響

LDL受容体（LDLR）は、血液循環からのLDLおよびその前駆体である中間および非常に低密度のリポタンパク質の除去に重要な役割を果たします。受容体はさまざまな細胞タイプで発現しています。この研究では、リポタンパク質代謝とアテローム発生のためのマクロファージ上のLDLRの相対的な重要性を評価しました。この目的のために、照射されたLDLRノックアウト（ - / - ）マウスに、正常なC57BL/6Jマウスの骨髄を移植しました。DNA分析により、移植されたマウスがキメラであることが示されました。移植により、LDLR - / - 骨髄で移植されたLDLR - / - マウスと比較すると、総血清コレステロールがわずかに減少しました。ただし、この控えめな減少は、調査されたすべての時点で統計的有意性に達しませんでした。この減少は、LDLコレステロールの減少にほぼ完全に起因する可能性があります。LDLコレステロールの特定の低下は、移植後4週間で明確に観察できましたが、移植後12週間で減少は少なかった。マウスのアテローム硬化性病変の定量化は、1％コレステロール食を6か月間与えたことで、野生型骨髄またはLDLR - / - 骨髄で移植されたマウス間の平均病変領域に違いがないことが明らかになりました。野生型骨髄を移植したLDLR - / - マウスでは、LDLRは比較的高い濃度の循環コレステロールによってダウンレギュレートされると予想しています。125-LDLによる腹膜マクロファージのin vitroインキュベーションは、これらの細胞のLDLRが25-ヒドロキシコレステロールによってダウンレギュレートできることを示しました。LDLR - / - 骨髄で移植されたものとは対照的に、野生型骨髄で移植されたLDLR - / - マウスから分離された腹膜マクロファージは、125-LDLを劣化させることができ、機能性LDLRを発現する能力が達成されたことを示しています。結論として、骨髄移植によるLDLR - / - マウスへのLDLRの導入は、おそらくLDLRのダウンレギュレーションにより、後の時点で顕著になったLDLコレステロールの比較的控えめな減少のみをもたらしました。効果的なコレステロール低下のためにマクロファージのLDLRを利用するには、ステロール調節元素を「沈黙させる」か、in vitro翻訳造血幹細胞の移植を介してマクロファージに導入する必要があります。

The LDL receptor (LDLR) plays an important role in the removal of LDL and its precursors, the intermediate and very low density lipoproteins, from the blood circulation. The receptor is expressed on various cell types. In this study the relative importance of the LDLR on macrophages for lipoprotein metabolism and atherogenesis was assessed. For this purpose, irradiated LDLR-knockout (-/-) mice were transplanted with bone marrow of normal C57BL/6J mice. DNA analysis showed that the transplanted mice were chimeric. The transplantation resulted in a slight decrease of total serum cholesterol when compared with LDLR-/- mice that were transplanted with LDLR-/- bone marrow. This modest decrease, however, did not reach statistical significance at all time points examined. This decrease can be almost completely attributed to a decrease in LDL cholesterol. The specific lowering of LDL cholesterol could clearly be observed at 4 weeks after transplantation, but the decrease was less at 12 weeks after transplantation. Quantification of atherosclerotic lesions of mice fed a 1% cholesterol diet for 6 months revealed that there were no differences in mean lesion area between mice transplanted with wild-type bone marrow or LDLR-/- bone marrow. We anticipate that in LDLR-/- mice transplanted with wild-type bone marrow, the LDLR is downregulated by the relatively high concentrations of circulating cholesterol. In vitro incubations of peritoneal macrophages with 125I-LDL indicated that the LDLR of these cells could be downregulated by 25-hydroxycholesterol. Peritoneal macrophages isolated from LDLR-/- mice transplanted with wild-type bone marrow, in contrast to those transplanted with LDLR-/- bone marrow, were able to degrade 125I-LDL, indicating that the capacity to express functional LDLR was achieved. In conclusion, introduction of the LDLR into LDLR -/- mice via bone marrow transplantation resulted in only a relatively modest decrease of LDL cholesterol that became less pronounced at later time points, possibly due to downregulation of the LDLR. To utilize the LDLR in macrophages for effective cholesterol lowering, either the sterol-regulatory elements have to be "silenced" or a high-expression LDLR construct has to be introduced into macrophages, eg, via transplantation of in vitro transfected hematopoietic stem cells.