Retinal heparanase expression in streptozotocin-induced diabetic rats 1

Objective: Heparanase, an endoglycosidase, exhibits strong proangiogenic capacity that can induce vascular endothelial growth factor (VEGF) expression in tumour angiogenesis. The purpose of this study was to evaluate heparanase expression and its relationship with VEGF in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats' retinas.Design: Experimental study.Participants: STZ-induced rats and non-diabetic control rats.Methods: Heparanase expression was initially evaluated in cultured human retinal microvascular endothelial cells (HRECs) under high-glucose conditions by Western blot. Diabetes was induced in Sprague-Dawley rats by STZ intraperitoneal injection. Retinal heparanase expression was assayed in rats by immunohistochemistry. Heparanase inhibitor (phosphomannopentaose sulfate) was administrated to high-glucose-treated HRECs and diabetic rats. VEGF levels were evaluated in HRECs and retinas using enzyme-linked immunosorbent assay.Results: Heparanase expression was increased in HRECs under high-glucose conditions compared with controls (p < 0.01). Immunohistochemical studies indicated that heparanase signals were intense in the retinal vascular endothelia of diabetic rats, but faint in those of nondiabetic control rats. Quantitative analysis showed that heparanase protein expression was increased by 3.2-fold in diabetic rats' retinas compared with nondiabetic rats' retinas (p < 0.01). VEGF level was increased, as was heparanase expression, in high-glucose-treated HRECs and in the retinas of diabetic rats, and these increases were significantly decreased by phosphomannopentaose sulfate administration (p < 0.01).Conclusions: Heparanase expression was upregulated and associated with an increase of VEGF expression in STZ-induced diabetic rat retinas. The data suggest that heparanase may be involved in the development of diabetic retinopathy and represents a possible novel target for therapeutic intervention.

RésuméObjet: L’hepanarase, une endoglycosidase, montre une grande capacité proangioneniqué qui peut induire l’expression du facteur de croissance endothéliale vasculaire (FCEV) dans l’angiogènese tumorale. Cette étude a pour objet d’évaluer l’expression de l’hépanarase et ses relations avec le FCVE dans la rétine de rats diabétiques induits par la streptozotocine (STZ)Nature: Étude éxperimentale.Participants: Rats induit de STZ et rats témoins non diabétiques.Méthodes: L’expression de l’hépanarase a d’abord été évaluée par une culture de cellules endothéliales microvasculaires de la rétine humaine (CERH) dans un état de glucose élevée, recueillies par buvardage western. Le diabète avait été induit chez des rats Sprague-Dawley par injection intra-péritonéale de STZ. L’expression rétinienne de l’héparanase a été mise en évidence chez les rats par immunohistochimie. L’inhibiteur de l’hépanarase (sulfate de phos-homannopentaose) a été administré aux CERH traitées avec fortes doses de glucose et aux rats diabétiques. Les niveaux de FCEV ont été évalués dans les CERH et les rétines selon des techniques d’immuno-absorption liées aux enzymes.Résultats: L’expression de l’hépanarase a augmenté chez les CERH sous fortes doses de glucose comparativement au groupe témoin (p < 0,01). Les études immunohistochimiques indiquent que les signaux de l’hépanarase étaient intenses dans les endothéliums vasculaires de la rétine des rats diabétiques, mais faibles chez les rats non diabétiques du groupe témoin. L’analyse quantitative montre que l’expression de la protéine de l’hépanarase a augmenté 3,2 fois plus dans les rétines des rats diabétiques que dans celles des rats non diabétiques (p < 0,01). Le niveau de FCEV a augmenté, comme l’expression de l’hépanarase, chez les CERH traités avec une forte quantité de glucose et dans les rétines des rats diabétiques, et ces hausses ont baissé de façon significative après l’administration de sulfate de phosphomannopentaose (p < 0,01).Conclusions: On a obtenu une régulation positive de l’expression de l’hépanarase avec une hausse de l’expression de FCEV dans la rétine des rats qui avaient reçu l’induction de STZ. Les données suggèrent que l’hépanarase peut être impliquée dans la développement de la rétinopathie diabétiques et présente peut-être une nouvelle cible d’intervention thérapeutique.