Cumulative effect of cardiovascular risk factors on regulation of AMPK/SIRT1-PGC-1α-SIRT3 pathway in the human erectile tissue

• Main Author: Andressa Santos Pereira
• Other Authors: Faculdade de Medicina
• Format: Others
• Language: English
• Published: 2020
• Subjects: Ciências biológicas; Biological sciences; Ciências exactas e naturais::Ciências biológicas; Natural sciences::Biological sciences
• Online Access: https://hdl.handle.net/10216/128922

Os fatores de risco cardiovasculares (FRCVs), especialmente a diabetes mellitus (DM), interferem com a resposta ao stress oxidativo. Este mecanismo está associado à disfunção endotelial, manifestada precocemente nos homens como disfunção erétil. O presente estudo tem como objetivo elucidar o impacto dos FRCVs na via AMPK / SIRT1-PGC-1α-SIRT3 e miRNAs relacionados na resposta oxidativa no corpo cavernoso humano. Fragmentos de tecido peniano humano de indivíduos submetidos à cirurgias urológicas programadas (n = 27), com idades entre 43 e 63 anos, foram agrupados segundo a presença de FRCVs; o grupo controle incluiu amostras de pacientes sem FRCVs, os grupos A e B incluíram amostras de pacientes com DM e FRCVs adicionais, totalizando ≤2 FRCVs (grupo A) e ≥3 FRCVs (grupo B). Foi realizada imunomarcação dupla de SIRT3, SOD2 ou GPX1 com α-actina nos cortes de tecido. A obtenção dos níveis de expressão de NOX1, fosfo-AMPKα, AMPKα total, SIRT1, PGC-1α, SIRT3, SOD2 e GPX1 foi realizada por Western blotting, e a expressão de miR-200a, miR-34a, miR-421 e miR-206 por real-time PCR. A expressão de fosfo-AMPKα e SIRT3 estava significativamente aumentada no grupo B em relação aos outros grupos, sugerindo uma influência acentuada dos FRCVs, adicionais à DM, na regulação dessas enzimas. A NOX1 também observou-se aumentada no grupo B em relação aos controles. Apenas uma tendência crescente foi observada na relação fosfo-AMPKα / AMPKα total e na expressão de SIRT1 e PGC-1α nos grupos A e B quando comparados aos controles. Em relação às enzimas antioxidantes, a expressão de GPX1 estava aumentada no grupo A, mas a expressão de SOD2 estava reduzida nos grupos A e B, comparativamente aos controles. O grupo B apresentou níveis significativamente reduzidos de miR-421 e miR-200a, mas apenas uma tendência decrescente na expressão de miR-34 e miR-206 foi observada. Em resumo, nossos achados demonstraram que, além da DM, FRCVs adicionais apresentam um efeito acumulativo na resposta celular ao desequilíbrio oxidativo, contribuindo para a ativação da via AMPK / SIRT1-PGC-1α-SIRT3. O SOD2, a principal defesa antioxidante mitocondrial, não apresentou a mesma variação. === Cardiovascular disease risk factors (CVDRF), especially diabetes mellitus (DM), disrupts oxidative stress response. This condition underlies endothelial dysfunction, early manifested in men as erectile dysfunction. Current study aims to elucidate the impact of CVDRF in the oxidation responsive AMPK/SIRT1-PGC-1α-SIRT3 pathway and related miRNAs in human corpus cavernosum. Human penile tissue fragments from individuals submitted to programmed urological surgeries (n=27), aged 43-63 years, were clustered depending on the presence of CVDRF; control group included samples from patients without CVDRF, groups A and B included samples from patients with DM and additional CVDRF, totalizing ≤2 CVDRF (group A) and ≥3 CVDRF (group B). Dual immunolabelling of SIRT3, SOD2 or GPX1 with α-actin in tissue sections was carried out. The assessment of expression levels of NOX1, phospho-AMPKα, total AMPKα, SIRT1, PGC-1α, SIRT3, SOD2 and GPX1 was performed by Western blotting and of miR-200a, miR-34a, miR-421 and miR-206 by real-time PCR. Phospho-AMPKα and SIRT3 expression was found significantly increased in group B relatively to other groups, suggesting a marked influence of CVDRF, additional to DM, in the regulation of these enzymes. NOX1 was also increased in group B relatively to controls. Only an increasing tendency was observed in phospho-AMPKα/total AMPKα ratio, SIRT1 and PGC-1α expression in groups A and B when compared with controls. Concerning anti-oxidant enzymes, GPX1 expression was found incremented in group A but, SOD2 expression was decreased in groups A and B, comparatively with controls. Group B presented significantly diminished levels of miR-421 and miR-200a, but only a decreasing trend on miR-34 and miR-206 expression was observed. Taken together, our findings demonstrated that besides DM, additional CVDRF presented a cumulative effect in the cellular response to oxidative unbalance, contributing to AMPK/SIRT1-PGC-1α-SIRT3 pathway activation. SOD2, a major mitochondrial anti-oxidant defence, didn´t follow the same variation.