Role of Sirtuin-1 in the pathogenesis of hypertension in spontaneously hypertensive rats : molecular mechanisms

Abstract

Il a été démontré que la sirtuine 1 (Sirt-1), une histone désacétylase de classe III, est surexprimée dans le coeur des rats spontanément hypertendus (SHR). Nous avons récemment montré que les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) des SHR présentent une expression accrue de Sirt-1 par rapport aux rats Wistar Kyoto (WKY) de même âge qui contribue à l’augmentation de la régulation de la protéine Giα impliquée dans la pathogenèse de l'hypertension. La présente étude a été effectuée pour étudier le rôle de l'augmentation de l'expression de la Sirt-1 dans la pathogenèse de l'hypertension chez les SHR et pour explorer les mécanismes moléculaires impliqués dans cette réponse. Dans cette étude, un inhibiteur sélectif de la Sirt-1, EX-527 (5 mg/kg de poids corporel), a été injecté par voie intrapéritonéale chez des rats SHR adultes de 8 semaines et des rats WKY de même âge, deux fois par semaine pendant 3 semaines. La pression artérielle (PA) et la fréquence cardiaque ont été mesurées deux fois par semaine par la méthode non invasive du brassard autour de la queue. Le traitement avec l’inhibiteur spécifique de la Sirt-1, l'EX-527, a atténué les augmentations de PA (de 76 mmHg) et de fréquence cardiaque chez les rats SHR. La surexpression de Sirt-1 et des protéines Giα dans le coeur, les CMLV et l'aorte a été atténuée au niveau des contrôles par l'inhibiteur de la Sirt-1. L'inhibition de la Sirt-1 a également atténué les niveaux accrus des anions superoxydes, l’activité de la NADPH oxydase et la surexpression des sous-unités de la NADPH oxydase ; les protéines Nox2, Nox4 et P47phox dans les CMLV isolées des SHR traités par l’EX-527. De plus, les niveaux réduits du monoxyde d'azote synthase endothélial (eNOS) et du monoxyde d'azote (NO) et les niveaux accrus de la peroxynitrite (ONOO-) dans les CMLV des SHR ont également été rétablis à des niveaux contrôles par l'inhibiteur de la Sirt-1. Ces résultats suggèrent que l'inhibition de la surexpression de la Sirt-1, en diminuant les niveaux accrus des protéines Giα et du stress nitro-oxydant, atténue la PA élevée chez les rats SHR. Il est donc possible de suggérer que les inhibiteurs de la Sirt-1 puissent être utilisés comme des agents thérapeutiques dans le traitement des complications cardiovasculaires associées à l'hypertension.

Sirtuin-1 (Sirt-1), class III histone deacetylase, has been shown to be overexpressed in hearts from spontaneously hypertensive rats (SHR). We recently showed that vascular smooth muscle cells (VSMC) from SHR exhibit enhanced expression of Sirt-1 as compared to age-matched Wistar Kyoto (WKY) rats, which contributes to the upregulation of Giα protein implicated in the pathogenesis of hypertension. The present study was undertaken to investigate the role of upregulated Sirt-1 expression in the pathogenesis of hypertension in SHR and to explore the underlying molecular mechanisms involved in this response. For this study, a selective inhibitor of Sirt-1, EX-527 (5mg/kg of body weight), was injected intraperitoneally into 8-week-old adult SHR and age-matched WKY rats twice per week for 3 weeks. The blood pressure (BP) and heart rate was measured twice a week by the CODA™ non-invasive tail cuff method. Treatment of SHR with Sirt-1-specific inhibitor, EX-527, attenuated high BP by 76 mmHg and inhibited the augmented heart rate. The overexpression of Sirt-1 and Giα proteins in heart, VSMC and aorta was attenuated to the control levels by Sirt-1 inhibitor. Inhibition of Sirt-1 also attenuated the enhanced levels of superoxide anion, NADPH oxidase activity and the overexpression of NADPH oxidase subunits; Nox2, Nox4 and P47phox proteins in VSMC isolated from EX-527-treated SHR. Furthermore, the decreased levels of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) and nitric oxide (NO) and increased levels of peroxynitrite (ONOO-) in VSMC from SHR were also restored to control levels by Sirt-1 inhibitor. These results suggest that the inhibition of overexpression of Sirt-1 through decreasing the enhanced levels of Giα proteins and nitro-oxidative stress attenuates the high BP in SHR. It may thus be suggested that inhibitors of Sirt-1 may have the potential to be used as therapeutic agents in the treatment of cardiovascular complications associated with hypertension.