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ACE-2/Ang1-7/Mas cascade mediates ACE inhibitor, captopril, protective effects in estrogen-deficient osteoporotic rats - 01/07/17

Doi : 10.1016/j.biopha.2017.05.062 
Hatem M. Abuohashish a, b, , Mohammed M. Ahmed a, Dina Sabry c, Mahmoud M. Khattab d, Salim S. Al-Rejaie a
a Department of Pharmacology and Toxicology, College of Pharmacy, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia 
b Department of Biomedical Dental Sciences, College of Dentistry, University of Dammam, Dammam, Saudi Arabia 
c Department of Medical Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Medicine, Cairo University, Cairo, Egypt 
d Department of Pharmacology and Toxicology, Faculty of Pharmacy, Cairo University, Cairo, Egypt 

Corresponding author at: Dept. Biomedical Dental Sciences, College of Dentistry University of Dammam, P.O. Box 1982, Dammam 31441, Saudi Arabia.Dept. Biomedical Dental Sciences, College of Dentistry University of Dammam, P.O. Box 1982, Dammam 31441Saudi Arabia

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Abstract

The local role of the renin angiotensin system (RAS) was documented recently beside its conventional systemic functions. Studies showed that the effector angiotensin II (AngII) alters bone health, while inhibition of the angiotensin converting enzyme (ACE-1) preserved these effects. The newly identified Ang1-7 exerts numerous beneficial effects opposing the AngII. Thus, the current study examines the role of Ang1-7 in mediating the osteo-preservative effects of ACEI (captopril) through the G-protein coupled Mas receptor using an ovariectomized (OVX) rat model of osteoporosis. 8 weeks after the surgical procedures, captopril was administered orally (40mgkg−1 d−1), while the specific Mas receptor blocker (A-779) was delivered at infusion rate of 400ngkg−1min−1 for 6 weeks. Bone metabolic markers were measured in serum and urine. Minerals concentrations were quantified in serum, urine and femoral bones by inductive coupled plasma mass spectroscopy (ICP-MS). Trabecular and cortical morphometry was analyzed in the right distal femurs using micro-CT. Finally, the expressions of RAS peptides, enzymes and receptors along with the receptor activator of NF-κB ligand (RANKL) and osteoprotegerin (OPG) were determined femurs heads. OVX animals markedly showed altered bone metabolism and mineralization along with disturbed bone micro-structure. Captopril significantly restored the metabolic bone bio-markers and corrected Ca2+ and P values in urine and bones of estrogen deficient rats. Moreover, the trabecular and cortical morphometric features were repaired by captopril in OVX groups. Captopril also improved the expressions of ACE-2, Ang1-7, Mas and OPG, while abolished OVX-induced up-regulation of ACE-1, AngII, Ang type 1 receptor (AT1R) and RANKL. Inhibition of Ang1-7 cascade by A-779 significantly eradicated captopril protective effects on bone metabolism, mineralization and micro-structure. A-779 also restored OVX effects on RANKL expression and ACE-1/AngII/AT1R cascade and down-regulated OPG expression and ACE-2/Ang1-7/Mas pathway. In line with the clinical observations of the bone-preservative properties following ACE-1 inhibition, local activation of ACE-2/Ang1-7/Mas signaling and suppressed osteoclastogenesis seem responsible for the osteo-preservative effect of captopril, which could offers a potential therapeutic value in treatment of disabling bone and skeletal muscular diseases.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Captopril, Ovariectomized, Ang1-7, Mas receptor, Micro-CT, Minerals, Bone metabolism, Osteoclastogenesis


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Vol 92

P. 58-68 - août 2017 Retour au numéro
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