Dysfunction of endothelial progenitor cells in hyperlipidemic rats involves the increase of NADPH oxidase derived reactive oxygen species production

NADPH oxidase (NOX) is a major source of reactive oxygen species (ROS) in the body and it plays a key role in mediation of oxidative injury in the cardiovascular system. The purposes of this study are to evaluate the status of NOX in endothelial progenitor cells (EPCs) of hyperlipidemic rats and to determine whether NOX-derived ROS promotes the dysfunction of EPCs. The rats were fed on a high-fat diet for 8 weeks to establish a hyperlipidemic rat model, which showed the increased plasma lipids and the impaired functions of circulating EPCs (including the reduced abilities in migration and adhesion) accompanied by an increase in NOX activity and ROS production. Next, EPCs were isolated from normal rats and they were treated with oxidized low-density lipoprotein (ox-LDL) (100 [micro]g/mL) for 24 h to induce a dysfunctional model in vitro. In agreement with our findings in vivo, ox-LDL treatment increased the dysfunctions of EPCs concomitant with an increase in NOX activity and ROS production; these phenomena were reversed by the NOX inhibitor. Based on these observations, we conclude that NOX-derived ROS involved in the dysfunctions of circulating EPCs in hyperlipidemic rats and inhibition of NOX might provide a novel strategy to improve EPC functions in hyperlipidemia. Key words: hyperlipidemia, NADPH oxidase, endothelial progenitor cells, reactive oxygen species, oxidized low-density lipoprotein. La NADPH oxydase (NOX) est une importante source de derives reactifs de l'oxygene (ROS) dans l'organisme, qui joue un role cle dans la mediation des lesions oxydatives dans le systeme cardiovasculaire. Cette etude avait pour buts d'evaluer le statut de la NOX dans les cellules endotheliales progenitrices (CEP) de rats hyperlipidemiques et d'etablir si les ROS derives de la NOX favorisent le dysfonctionnement des CEP. Nous avons donc administre aux rats un regime haute teneur en matieres grasses pendant 8 semaines en vue d'obtenir un modele de rat hyperlipidemique, dans lequel nous avons observe une augmentation des taux plasmatiques de lipides et une deterioration du fonctionnement des CEP en circulation (y compris de la diminution des capacites de migration et d'adherence), accompagnees d'une augmentation de l'activite de la NOX et de la production de ROS. Nous avons ensuite isole des CEP de rats normaux et nous les avons exposees ;a des lipoproteines de basse densite oxydees (LDL-ox) (a 100 [micro]g/mL) pendant 24 h en vue d'obtenir un modele dysfonctionnel in vitro. En accord avec les resultats que nous avons obtenus in vivo, l'exposition aux LDL-ox a entraine une augmentation des dysfonctionnements au niveau des CEP, qui etait concomitante ;a une augmentation de l'activite de la NOX et de la production de ROS; un inhibiteur de la NOX a permis de neutraliser ces phenomenes. D'apres ces observations, nous en arrivons la conclusion qu'en jouant un role dans le dysfonctionnement des CEP en circulation chez le rat hyperlipidemique et dans l'inhibition de la NOX, les ROS derives de la NOX pourraient permettre d'obtenir une nouvelle strategie visant ;a ameliorer le fonctionnement des CEP dans un contexte d'hyperlipidemie. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : hyperlipidemie, NADPH oxydase, cellules endotheliales progenitrices, derives reactifs de l'oxygene, lipoproteines de basse densite oxydees.
Introduction It is well known that hyperlipidemia contributes greatly to atherosclerosis and atherosclerosis-associated diseases such as coronary heart disease, hypertension, and stroke. Numerous studies from animals and humans have demonstrated [...]