Genetic determination of cholesterolemia regulation

Abstract

Most types of hypercholesterolemia are of polygenic origin. Some genes related to hypercholesterolemia are known, although all genes responsible for cholesterolemia regulation have not been characterised yet. To identify these new genes, animal models with spontaneous defects in cholesterol metabolism could be very useful. Moreover, a number of variations and polymorphisms have been found to influence blood cholesterol levels in humans. Some may also affect cholesterolemia responsiveness to dietary fat. The Prague hereditary hypercholesterolemic (PHHC) rat is a unique model of hypercholesterolemia induced by dietary cholesterol alone (without administration of cholic acid or thyrotoxic drugs). It exhibits modestly increased cholesterolemia when fed chow and responds to a diet containing cholesterol with a several-fold increase of cholesterolemia to concentrations comparable to those observed in hypercholesterolemic patients. Hypercholesterolemia in this model is characterised by accumulation of very low density lipoproteins (VLDL) and intermediate density lipoproteins (IDL) enriched by cholesterol. In an experiment with tyloxapol (an inhibitor of lipoprotein lipase) we found that PHHC rats on a cholesterol diet incorporated twice as much cholesterol into VLDL as Wistar rats, although liver...

Souhrn Většina hypercholesterolémií je polygenního původu, dosud však neznáme všechny geny, které cholesterolémii určují. K objevu těchto genů by mohlo napomoci studium experimentálních modelů se spontánním defektem v metabolismu cholesterolu. Cholesterolémie u lidí může být též ovlivněna řadou genových variací a polymorfismů. Některé z nich mohou ovlivnit i odpověď cholesterolémie na příjem tuků. Pražský hereditárně hypercholesterolemický (PHHC) potkan je jedinečný model hypercholesterolémie, která je indukovaná pouze dietním cholesterolem (bez přídavku kyseliny cholové nebo léků ovlivňujících činnost štítné žlázy). Již na standardní dietě má lehce zvýšenou cholesterolémii a na podání cholesterolové diety reaguje několikanásobným vzestupem koncentrace cholesterolu v krvi (odpovídající pacientům s hypercholesterolémií). Akumulují se u něj lipoproteiny s vysokým obsahem cholesterolu, zejména lipoproteiny o střední (IDL) a velmi nízké (VLDL) hustotě. V pokusu s tyloxapolem (inhibitorem lipoproteinové lipasy (LPL)) jsme zjistili, že PHHC potkan na cholesterolové dietě inkorporuje do VLDL dvakrát více cholesterolu než potkan Wistar, a to při stejném obsahu cholesterolu v játrech u obou kmenů. Tyto VLDL bohaté na cholesterol jsou in vivo katabolizovány pomaleji a hromadí se v cirkulaci. Zvýšenou inkorporaci...