Mechanism of Cholesterol Transport Promotion by Hepatic Cdkal1-Deletion

Abstract

Previous studies have shown that the effects of Cdkal1 deletion on liver were observed only in male mice, however, in this study, we aimed to determine the effects of Cdkal1 deletion on reverse cholesterol transport (RCT) and cholesterol metabolism in both male and female mice. In this study, we investigated the effects of Cdkal1 using a liver-specific Cdkal1-deficient mice model by RCT and Western blotting. Macrophages were treated with 3H-labeled cholesterol and subsequently injected intraperitoneally to mice. After 48 h, plasma, liver, and feces were collected and radioactivity was measured using a liquid scintillation counter. RCT analysis showed that radioactivity measured in the liver of female Cdkal1-deficient mice was 154% (p = 0.006) higher than that of wild type (WT) mice. Additionally, the total sterol, cholesterol, and bile acid excretion in feces increased in Cdkal1 KO mice. Total sterols in Cdkal1 KO mice were 57% (p = 0.006) higher in males and 200% (p = 0.006) in females, and cholesterol was 93% in females (p = 0.006) higher. Bile acids were 117% (p =0.04) higher in males and 97% (p =0.006) in females of Cdkal1 KO mice. Western blotting analysis of liver tissue revealed an increase in CYP7A1 compared to WT mice in males (p = 0.01) and females (p = 0.10) of Cdkal1 mice and an increase in ABCG5 in males (p = 0.004) and females (p = 0.006) of Cdkal11 mice. However, it was not changed in liver X receptor α (LXRα). In conclusion, higher RCT in liver-specific Cdkal1 KO mice was associated with activated liver cholesterol uptake, bile acid synthesis, and cholesterol excretion but not with LXR. This suggests that Cdkal1 may provide a potential treatment approach in atherosclerotic vessels.

이전 연구에서는 수컷 마우스에서만 간 Cdkal1 결손에 대한 영향이 확인되었지만 이번 연구에서는 수컷과 암컷 모두에서 Cdkal1 결손에 대한 역 콜레스테롤 수송(RCT)와 콜레스테롤 대사에 미치는 영향을 확인하고자 했다. 이 연구에서는 간 특이적 Cdkal1 결손 마우스 모델을 사용하여 RCT와 Western blotting을 통해 Cdkal1의 영향을 조사했다. 대식세포를 3H 표지 콜레스테롤로 처리하고 마우스에 복강 내 투여했다. 48시간 후 혈장, 간, 대변을 수집하고 액체 섬광 계수기를 이용하여 방사능을 측정했다. RCT분석 결과, 암컷 Cdkal1 결핍 마우스의 간에서 측정한 방사능은 WT 마우스보다 154%(p = 0.006) 더 높았다. 또한 대변에서 측정한 총 스테롤, 콜레스테롤, 담즙산 배설이 Cdkal1 KO 마우스에서 증가했다. Cdkal1 KO 마우스의 총 스테롤은 수컷에서는 57%(p = 0.006), 암컷에서 200%(p = 0.006) 더 높았으며 콜레스테롤은 암컷에서 93%(p= 0.006) 더 높았다. Cdkal1 KO 마우스의 담즙산은 WT마우스에 비해 수컷에서 117% p = 0.04), 암컷에서 97%(p = 0.006) 더 높았다. 간 조직에서 진행한 western blotting 분석 결과 WT 마우스에 비해 Cdkal1 KO mice에서 CYP7A1이 수컷(p = 0.01)과 암컷(p = 0.10)에서 증가하였다. 그리고 ABCG5 단백질은 WT에 비해 Cdkal1 마우스의 수컷(p = 0.004)과 암컷(p = 0.006)에서 증가한 것으로 나타났다. 하지만 LXRα에서는 변화되지 않았다. 결론적으로, 간 Cdkal1 결핍 마우스는 특히 암컷에서 RCT가 촉진되었다. 또한, Cdkal1 결핍 마우스의 간에서 SR-B1, CYP7A1 및 ABCG5가 상향 조절되었지만 LXRα 발현은 WT 마우스와 다르지 않았다. 이를 통해 Cdkal1이 죽상경화성 혈관에서 잠재적인 치료 접근 방안을 제공할 수 있음을 시사한다.