Effects of acute phase high density lipoprotein on gram-negative and gram-positive bacterial growth

ผลของไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงในภาวะตอบสนองเฉียบพลันต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรียชนิดกรัมลบและกรัมบวก

Name: Premtip Thaveeratitham

LCSH: Lipoproteins

LCSH: Gram-positive bacteria

LCSH: Gram-negative bacteria

LCSH: Chemical inhibitors

Abstract: High-density lipoprotein (HDL) plays and important role not only in protecting against atherosclerosis but also in innate immunity. Several lines of evidence have shown that HDL could inhibit the growth of gram-positive bacteria and ameliorate the toxic effects of endotoxin or lipopolysaccharide (LPS). In this study, we examined whether normal HDL or acute-phase HDL (AP-HDL) could directly inhibit the growth of gram-negative Escherichiacoli (E. coli) and gram-positive Staphylococus epidermidis (S. edpidermidis) in vitro and whether it could attenuate LPS-induced leukocyte adhesion on endothelial cells in vivo. Normal HDL and acute-phase HDL (AP-HDL) were purified form plasma of hamsters injected with NSS and LPS, respectively. In an in vitro study, cultures of E. coli and S. epidermidis were incubated with normal HDL or AP-HDL and amount of bacteria were determined using a spread plate method. In an in vivo study, LPS preincubated with NSS, normal HDL, AP-HDL, apoHDL, lipids of HDL or apo A-I were given intravenously into Wistar rats and the number of leukocytes adhered on endothelial cells of the mesenteric post-capillary venules were determined using intravital fluorescence microscopy. The results showed that both normal HDL and SP-HDL had no effect on suppressing the growth of E. Coli and S. Epidermidis after incubation for 0.5, 1, 2, 4, 6, or 24 hours. Varying concentration of HDL, 50, 100, 200, 400, 800 and 1,670 μg protein of HDL/100 g BW, did not have significant effects on the bacterial growth. Intravenous injection of LPS enhanced leukocyte adhesion on endothelial cells in response to LPS was significantly attenuated in a dose-dependent manner. AP-HDL was also able to significantly decrease LPS-induced leukocyte adhesion on endothelial cells and appeared to be more effective than normal HDL (5 μg protein of AP-HDL/100 g BW) since lower concentrations were required. This inhibitory effect of HDL was not due to HDL itself because it required preincubation of HDL with LPS. When HDL was separated into protein and lipid fractions, it was found that lipid-free apoHDL protein was able to significantly inhibit LPS-induced leukocyte adhesion, whereas the lipid component of HDL had no effect. Apo A-I, the major protein of HDL, could significantly decrease LPS-induced leukocyte adhesion. This effect of apo A-I aoso required preincubation of apo A-I with LPS. In conclusion, our studies suggested that HDL, both normal and acute phase, up to physiological concentration, could not suppress the living bacteria in vitro but could inhibit and inflammatory effect of LPS on endothelial cells in vivo. AP-HDL was more potent than normal HDL in inhibiting LPS-induced leukocyte adhesion, and this effect was attributed to the protein component of HDL. Apo A-I is one of the proteins of HDL responsible for this effect.

Abstract: ไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูง มีบทบาทสำคัญไม่เพียงการป้องกันโรคหลอดเลือดแดงแข็ง แต่ยังมีบทบาทในระบบภูมิคุ้มกันที่มีมาแต่กำเนิดด้วย หลักฐานมากมายแสดงให้เห็นว่า ไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียชนิดกรัมบวก และสามารถช่วยลดพิษของเอ็นโดท็อกซิน หรือแอลพีเอสได้ จุดประสงค์ของการศึกษานี้เพื่อศึกษาว่า ไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงแบบปกติ และแบบที่เกิดในภาวะตอบสนองเฉียบพลันสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเอสเชอร์ริเชีย ไคโลซึ่งเป็นแบคทีเรียกรัมลบ และสแตปฟิโลคอคคัส เอพิเดอร์มิดิสซึ่งเป็นแบคทีเรียกรัมบวกได้โดยตรงในหลอดทดลอง และสามารถลดพิษของแอลพีเอสในการเหนี่ยวนำการติดของเม็ดเลือดขาวบนเซลล์บุผิวในสัตว์ทดลองได้หรือไม่ ไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงแบบปกติ และแบบที่เกิดในภาวะตอบสนองเฉียบพลันถูกแยกมาจากซีรั่มของหนูแฮมสเตอร์ที่ถูกฉีดด้วยสารละลายน้ำเกลือ และแอลพีเอส ตามลำดับ ในการศึกษาในหลอดทดลองนั้น แบคทีเรียเอสเชอร์ริเชีย โคไลและแบคทีเรียสแตปฟิโลคอคคัส เอพิเดอร์มิดิสจะถูกบ่มกับไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงแบบปกติ และแบบที่เกิดในภาวะตอบสนองเฉียบพลัน และจำนวนของแบคทีเรียจะถูกตรวจสอบวิธีเพาะเชื้อในอาหารเลี้ยงเชื้อแบบวุ้น ในการศึกษาในสัตว์ทดลองนั้น แอสพีเอสจะถูกบ่มกับสารละลายน้ำเกลือ ไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงแบบปกติ ไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงแบบที่เกิดในภาวะตอบสนองเฉียบพลัน โปรตีนทั้งหมดของไลโปโปรตีนชนิดความแน่นสูง ไขมันทั้งหมดของไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูง หรือเอโปเอ-วัน และถูกฉีดเข้าทางเส้นเลือดดำให้กับหนูขาวพันธุ์วิสต้า จำนวนเม็ดเลือดขาวที่ติดบนเซลล์บุผิวขาวเส้นเลือดดำฝอยของเซ็นเทอร์รี่ถูกนับโดยเทคนิคอินทราไวทัล ฟลูออเรสเซนต์ไมโครสโคปี้ ผลการศึกษาพบว่าไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงแบบปกติและแบบที่เกิดในภาวะตอบสนองเฉียบพลันนั้นไม่มีผลต่อการยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียเอสเชอร์ริเชีย โคไลและสแตปฟิโลคอคคัส เอพิเดอร์มิดิส ภายหลังการยบ่มเป็นเวลา 0.5, 1, 2, 4, 6 และ 24 ชั่วโมง เมื่อมีการปรับความเข้มข้นของไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงให้สูงขึเนและต่ำลง (50, 100, 200, 400, 800 และ 1670 ไมโครกรัมโปรตีนของไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงต่อ 100 กรัมของน้ำหนัก) ก็ไม่มีผลต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรียอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ การฉีดแอลพีเอสเข้าทางเส้นเลือดดำของหนูขาวสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการติดของเม็ดเลือดขาวบนเซลล์บุผิว เมื่อแอลพีเอสถูกบ่มกับไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงแบบปกติ ทำให้การติดของเม็ดเลือดขาวบนเซลล์บุผิวที่ตอบสนองต่อแอลพีเอสลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ในลักษณะที่ขึ้นกับความเข้มข้นของไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงแบบปกติ ไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงที่เกิดในภาวะตอบสนองเฉียบพลันสามารถลดการเหนี่ยวนำของแอลพีเอสการติดของเม็ดเลือดขาวบนเซลล์บุผิวอย่างมีนัยสำคัญได้ด้วยและมีประสิทธิภาพมากกว่าไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงปกติ (5 ไมโครกรัมโปรตีนของไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงแบบที่เกิดในภาวะตอบสนองเฉียบพลันต่อ 100 กรัมของน้ำหนัก) เพราะใช้ความเข้มข้นที่ต่ำกว่าในการออกฤทธิ์ ผลในการยับยั้งของไลโปรโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงนี้ไม่ใช่เกิดจากอนุภาคของไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงเอง เพราะผลในการยับยั้งนี้ต้องการการบ่มร่วมกันระหว่างไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงกับแอลพีเอส เมื่อไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงถูกแยกออกเป็นส่วนโปรตีนและไขมัน พบว่าส่วนโปรตีนทั้งหมดของไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงสามารถยับยั้งการเหนี่ยวนำของแอลพีเอสต่อการติดของเม็ดเลือดขาวได้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ขณะที่ส่วนไขมันทั้งหมดของไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงไม่มีผล เอโปเอ-วันซึ่งเป็นโปรตีนหลักของไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงสามารถลดการเหนี่ยวนำของแอลพีเอสต่อการติดของเม็ดเลือดขาวได้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ผลการยับยั้งของเอโปเอ-วันต้องการบ่มร่วมกันระหว่างเอโปเอ-วันกับแอลพีเอส แต่ผลนี้ไม่ได้เกิดจากอนุภาคเอโปเอ-วันเอง การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงแบบปกติและแบบที่เกิดในภาวะตอบสนองเฉียบพลันโดยมีการปรับเพิ่มความเข้มข้นให้สูงขึ้นในระดับที่มีอยู่ในร่างกายไม่สามารถยับยั้งแบคทีเรียที่มีชีวิตในหลอดทดลองได้ แต่สามารถยับยั้งผลทางการอักเสบของแอลพีเอสบนเซลล์บุผิวในสัตว์ทดลองได้ ไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูงแบบที่เกิดในภาวะตอบสนองเฉียบพลันมีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเหนี่ยวนำของแอลพีเอสต่อการติดของเม็ดเลือดขาวสูงกว่าปกติ และผลการยับยั้งนี้ถูกเชื่อว่าเป็นของส่วนโปรตีนของไลโปโปรตีนชนิดความหนาแน่นสูง ซึ่งเป็นแอโปเอ-วัน

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Suthiluk Patumraj

Role: advisor

Name: Weerapan Khovidhunkit

Role: co-advisor

Created: 2005

Modified: 2564-09-11

Issued: 2021-08-13

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/69239

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Physiology

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Premtip_th_TDC.pdf	4.1 MB	12	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.03269 วินาที