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Voltage-gated sodium channel inhibitor reduces atherosclerosis by modulating monocyte/macrophage subsets and suppressing macrophage proliferation - 13/11/19

Doi : 10.1016/j.biopha.2019.109352 
Haiying Sun a, b, 1 , Jipeng Jiang c, d, 1 , Lei Gong d, Xiao Li b, Yang Yang e, Yuechen Luo b, Zhaozeng Guo b, Ruiyi Lu b, Hongxia Li b, Jinlong Li b, Jihong Zhao b, Ning Yang b, Yuming Li a, f,
a Graduate School, Tianjin Medical University, Qixiangtai Road No. 22, Tianjin 300070, China 
b Institute of Cardiovascular Disease and Heart Center, Tianjin Key Laboratory of Cardiovascular Remodeling and Target Organ Injury, Chinese People’s Armed Police Force (PAP) Medical Center, Chenglin Road No. 220, Hedong District, Tianjin 300162, China 
c Department of Thoracic Surgery, Medical Collage of People’s Liberation Army (PLA), PLA General Hospital, Fuxing Road No. 28, Haidian District, Beijing 100853, China 
d Tianjin Key Laboratory of Neurotrauma Repair, Institute of Brain Trauma and Neurology Disease, Center for Neurology and Neurosurgery, Chinese People’s Armed Police Force (PAP) Medical Center, Chenglin Road No. 220, Hedong District, Tianjin 300162, China 
e Department of Nuclear Medicine, Chinese People’s Armed Police Force (PAP) Medical Center, Chenglin Road No. 220, Hedong District, Tianjin 300162, China 
f Teda International Cardiovascular Hospital, No. 61, Third Avenue, Eco-Tech development area, Tianjin 300457, China 

Corresponding author at: Graduate School, Tianjin Medical University, Qixiangtai Road No.22, Tianjin 300070, China and Teda International Cardiovascular Hospital, No. 61, Third Avenue, Eco-Tech development area, Tianjin 300457, China.Graduate SchoolTianjin Medical UniversityQixiangtai Road No.22Tianjin300070China

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Highlights

Novel methodology to reveal the effect of voltage-gated sodium channels on the modulation of monocyte/macrophage subsets.
Good control of atherosclerotic by monocyte/macrophage subsets modulation and macrophage proliferation inhibition.
New exploration of mechanisms and therapeutic targets in atherosclerosis.

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Abstract

Inflammatory monocyte and macrophage subset accumulation during the inflammatory response that drives atherosclerosis can exacerbate the extent of atherosclerosis. It has been demonstrated that voltage-gated sodium channels (VGSCs) can regulate cell bioactivities in monocytes/macrophages. We hypothesized that blockade of mononuclear phagocyte VGSCs was atheroprotective through monocyte/macrophage subset modulation and macrophage proliferation suppression in atherosclerotic lesions. In this experimental study, when VGSCs were knocked down with RNA interference plasmid transfection in mouse peripheral blood monocytes and monocyte-macrophage lineage RAW264.7 cells in vitro, the biological characteristics of proliferation, phagocytosis, and migration in RAW264.7 cells declined. In addition, suppression of LPS-induced M1 polarization and facilitation of IL-4-induced M2 polarization were also observed. In an in vivo study, ApoE knockout (ApoE−/−) mice were fed a standard chow diet (CD) or a western diet (WD). After feeding with phenytoin (PHT), no significant differences were detected in plasma lipids, and the anti-inflammatory phenotypes of both monocytes and macrophages were elevated and proinflammatory phenotypes declined. The local proliferation of macrophages was also distinctly suppressed, along with a significant reduction in atheromatous plaques. In conclusion, blockade of VGSCs in the mononuclear phagocyte system reduced atherosclerotic lesions, which may occur through altering monocyte/macrophage subsets and suppressing macrophage proliferation in atherosclerotic plaques. Blockage of VGSCs may play an important role in cardiovascular protection.

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Keywords : Voltage-gated sodium channel, Phenytoin, Monocyte, Macrophage, Atherosclerosis


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