1
|
Grandoch M, Kohlmorgen C, Melchior-Becker A, Feldmann K, Homann S, Müller J, Kiene LS, Zeng-Brouwers J, Schmitz F, Nagy N, Polzin A, Gowert NS, Elvers M, Skroblin P, Yin X, Mayr M, Schaefer L, Tannock LR, Fischer JW. Loss of
Biglycan
Enhances Thrombin Generation in
Apolipoprotein E
-Deficient Mice. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2016; 36:e41-50. [DOI: 10.1161/atvbaha.115.306973] [Citation(s) in RCA: 34] [Impact Index Per Article: 3.8] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/02/2015] [Accepted: 03/17/2016] [Indexed: 11/16/2022]
Abstract
Objective—
Thrombin signaling promotes atherosclerosis by initiating inflammatory events indirectly through platelet activation and directly via protease-activated receptors. Therefore, endogenous thrombin inhibitors may be relevant modulators of atheroprogression and cardiovascular risk. In addition, endogenous thrombin inhibitors may affect the response to non–vitamin K-dependent oral anticoagulants. Here, the question was addressed whether the small leucine-rich proteoglycan biglycan acts as an endogenous thrombin inhibitor in atherosclerosis through activation of heparin cofactor II.
Approach and Results—
Biglycan concentrations were elevated in the plasma of patients with acute coronary syndrome and in male
Apolipoprotein E
-deficient (
ApoE
−/−
) mice. Biglycan was detected in the glycocalyx of capillaries and the subendothelial matrix of arterioles of
ApoE
−/−
mice and in atherosclerotic plaques. Thereby a vascular compartment is provided that may mediate the endothelial and subendothelial activation of heparin cofactor II through biglycan.
ApoE
and
Bgn
double-deficient (
ApoE
−/−
/Bgn
−/0
) mice showed higher activity of circulating thrombin, increased platelet activation and platelet adhesion in vivo, supporting a role of biglycan in balancing thrombin activity. Furthermore, concentrations of circulating cytokines and aortic macrophage content were elevated in
ApoE
−/−
/Bgn
−/0
mice, suggesting a proinflammatory phenotype. Elevated platelet activation and macrophage accumulation were reversed by treating
ApoE
−/−
/Bgn
−/0
mice with the thrombin inhibitor argatroban. Ultimately,
ApoE
−/−
/Bgn
−/0
mice developed aggravated atherosclerosis.
Conclusions—
The present results indicate that biglycan plays a previously unappreciated protective role during the progression of atherosclerosis by inhibiting thrombin activity, platelet activation, and finally macrophage-mediated plaque inflammation.
Collapse
Affiliation(s)
- Maria Grandoch
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Christina Kohlmorgen
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Ariane Melchior-Becker
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Kathrin Feldmann
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Susanne Homann
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Julia Müller
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Lena-Sophia Kiene
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Jinyang Zeng-Brouwers
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Friederike Schmitz
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Nadine Nagy
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Amin Polzin
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Nina S. Gowert
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Margitta Elvers
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Philipp Skroblin
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Xiaoke Yin
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Manuel Mayr
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Liliana Schaefer
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Lisa R. Tannock
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| | - Jens W. Fischer
- From the Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie, Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., J.W.F.); Cardiovascular Research Institute Düsseldorf (CARID), Universitätsklinikum der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany (M.G., C.K., A.M.-B., K.F., S.H., J.M., L.-S.K., F.S., N.N., A.P., J.W.F.); Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie,
| |
Collapse
|