Apolipoprotein E in Cardiometabolic and Neurological Health and Diseases

Abstract

A preponderance of evidence obtained from genetically modified mice and human population studies reveals the association of apolipoprotein E (apoE) deficiency and polymorphisms with pathogenesis of numerous chronic diseases, including atherosclerosis, obesity/diabetes, and Alzheimer’s disease. The human APOE gene is polymorphic with three major alleles, ε2, ε3 and ε4, encoding apoE2, apoE3, and apoE4, respectively. The APOE gene is expressed in many cell types, including hepatocytes, adipocytes, immune cells of the myeloid lineage, vascular smooth muscle cells, and in the brain. ApoE is present in subclasses of plasma lipoproteins, and it mediates the clearance of atherogenic lipoproteins from plasma circulation via its interaction with LDL receptor family proteins and heparan sulfate proteoglycans. Extracellular apoE also interacts with cell surface receptors and confers signaling events for cell regulation, while apoE expressed endogenously in various cell types regulates cell functions via autocrine and paracrine mechanisms. This review article focuses on lipoprotein transport-dependent and -independent mechanisms by which apoE deficiency or polymorphisms contribute to cardiovascular disease, metabolic disease, and neurological disorders.

Association of ApoE gene polymorphisms with serum lipid levels and the risk of type 2 diabetes mellitus in the Chinese Han population of central China

“…According to several studies, both the ApoE ɛ 2 and ɛ 4 alleles have been linked to T2DM, and the ApoE ɛ 4 allele is an independent risk factor for T2DM and cardiovascular disease, including coronary artery disease ( Alagarsamy, Jaeschke & Hui, 2022a ; Eichner et al, 2002 ). Although ApoE genetic variations, particularly in the ɛ 4 allele, have been linked to T2DM susceptibility in a number of populations, including the Chinese and Korean populations in the current study, other Thai, Chilean, Indian, Mumbai, and Rancho Bernardo Studies found no association between ApoE polymorphism and T2DM ( Jia et al, 2019 ; Oh & Barrett-Connor, 2001 ; Srirojnopkun et al, 2018 ; Pitchika et al, 2022 ).…”

Pegylated Gold Nanoparticles Conjugated with siRNA: Complexes Formation and Cytotoxicity

“…Since AuNPs and their complexes with siRNA could be involved in treating brain diseases, human brain endothelial cells (HBEC-5i) were chosen to determine their toxicity. The HBEC-5i cell line was selected for this experiment because these cells can express the ApoE gene [ 37 ]. It was important to find the nontoxic or low toxic AuNP concentration for cells of the BBB and crucial in the case of tested AuNPs when considering their further testing in terms of potential delivery of siRNA to the brain.…”

Apolypoprotein E gene polymorphism, gallstone disease, diabetes 2 type and lipid metabolism disorders

“…И все же наиболее важной является функция апо Е, связанная с транспортом липопротеинов плазмы крови, в том числе с переносом холестерина из периферических тканей в печень. Белок апо Е необходим для образования различных липопротеинов плазмы, включая хиломикроны, липопротеины низкой (ЛПНП), очень низкой (ЛПОНП) и высокой (ЛПВП) плотности [5], и опосредует их клиренс, будучи лигандом для рецептора ЛПНП. Этот процесс инициируется взаимодействием основных аминокислотных остатков в рецептор-связывающем домене апо Е с отрицательно заряженными остатками в лиганд-связывающих доменах этих рецепторов с последующим эндоцитозом и внутриклеточной деградацией липопротеинов в лизосомах [5].…”

“…Белок апо Е необходим для образования различных липопротеинов плазмы, включая хиломикроны, липопротеины низкой (ЛПНП), очень низкой (ЛПОНП) и высокой (ЛПВП) плотности [5], и опосредует их клиренс, будучи лигандом для рецептора ЛПНП. Этот процесс инициируется взаимодействием основных аминокислотных остатков в рецептор-связывающем домене апо Е с отрицательно заряженными остатками в лиганд-связывающих доменах этих рецепторов с последующим эндоцитозом и внутриклеточной деградацией липопротеинов в лизосомах [5]. Таким образом, апо Е способствует поддержанию нормального уровня липидов в крови путем утилизации их избытка [6].…”

“…Ген APOE имеет три полиморфных аллеля: ε2 (cys112, cys158), ε3 (cys112, arg158) и ε4 (arg112, arg158), в свою очередь их комбинация дает шесть генотипов (ε2/ε2, ε3/ε3, ε4/ε4, ε2/ε3, ε2/ε4, ε3/ε4) [3]. Аллель ε3 является наиболее распространенным -70-80 % во всем мире, в то время как 8 % населения являются носителями аллеля ε2 и 14 % -аллеля ε4 [5]. В Европе (Копенгагенское общее популяционное исследование) частоты генотипов APOE составляют 0,7, 12,4, 2,9, 55,8, 25,4 и 2,9 % для ε2/ε2, ε2/ε3, ε2/ε4, ε3/ε3, ε3/ε4, ε4/ε4 соответственно [7].…”