Elevated Expression of Vascular Adhesion Molecule-1, Plasminogen Activator Inhibitor-1, Cyclooxygenase-2, and Thrombomodulin in Human Umbilical Vein Endothelial Cells from Hospitalized Gestational Diabetes Mellitus Patients

Abstract

Protein expression in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) is a useful indicator of maternal condition and the intrauterine environment during pregnancy. Therefore, we investigated protein expression in HUVECs obtained from patients with gestational diabetes mellitus (GDM). HUVECs were prepared from the umbilical cords of GDM patients and controls who underwent planned cesarean section between 2013 and 2014 at Teikyo University Hospital (Tokyo, Japan). There were no differences in blood glucose levels between the GDM patients and controls at admission. However, pre-pregnancy body mass index (BMI) was higher in GDM patients, although the changes in gestational BMI were smaller during hospitalization. To evaluate the state of the endothelium, we examined the protein expression levels of vascular adhesion molecule-1 (VCAM-1), intercellular adhesion molecule-1, thrombomodulin (TM), endothelial nitric oxide synthase, plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1), cyclooxygenase-2 (COX-2), and VE-cadherin, which are altered by various factors in endothelial tissue. VCAM-1, PAI-1, and COX-2 expression was higher in HUVECs from patients with GDM than the controls. Because the pre-pregnancy BMI was higher in GDM patients, we examined the relationship between BMI and protein expression. However, the expression levels of these proteins were not correlated with pre-pregnancy BMI and were higher in HUVECs from BMImatched GDM patients than from BMI-matched controls. Intriguingly, TM expression was also higher in HUVECs from BMI-matched GDM patients. Thus, expression of VCAM-1, PAI-1, COX-2, and TM may reflect certain factors in the intrauterine environment that are altered in hospitalized GDM patients with controlled body weight.

Placental Therapeutic Targets and Nanodelivery Systems

“…In the first trimester, the concentrations of PAI-1 in gestational diabetes mellitus (GDM) patients are higher than those in healthy pregnant women. 99 However, the levels of PAI-1 in late pregnancy of GDM patients are significantly reduced. 100 The release of pro-inflammatory cytokines such as TNF-α in the placenta of PE patients not only obstructs the effect of vasodilators such as NO and prostaglandin I2 (PGI2), but also leads to the increase of vasoconstrictors such as reactive oxygen species (ROS) and endothelin-1 (ET-1).…”

“…Trophoblast cells of the placenta and decidua are the main producers of PAI-1. In the first trimester, the concentrations of PAI-1 in gestational diabetes mellitus (GDM) patients are higher than those in healthy pregnant women . However, the levels of PAI-1 in late pregnancy of GDM patients are significantly reduced .…”

Untitled

“…Таким чином, жінки з ЦД часто мають плацентарну дисфункцію, обумовлену основним захворюванням, а також акушерські і неонатальні ускладнення в пологах. Прегестаційні та гестаційні асоційовані хвороби, які мають схожі симптоми відрізняються ендотеліальною функцією, в свою чергу у вагітних з ЦД в комплексі з ПД зміни рівня ендотеліальних факторів асоційовані з перинатальною захворюваністю та смертністю [11].…”

“…Рання діагностика ПД у вагітних з ЦД та своєчасне розродження дозволить знизити перинатальні ускладнення за рахунок можливостей антенатального ехографічного мониторингу з урахуванням особливостей ендотеліальних факторів [11]. З іншого боку, існуючи методи індукції пологів у вагітних з ЦД та ПД не завжди ефективні та можуть викликати дистрес плода, гіперстимуляцію матки, що може потребувати гострого токолізу, непередбачувану незрілість плода через невірне визначення терміну вагітності, випадіння петель пуповини, передчасне відшарування плаценти, хоріоамніоніт в результаті ранньої амніотомії, супроводжується слабкістю пологової діяльності, післяпологової гіпотонічної кровотечі, що може вказувати на вроджену дисфункцію міометрія [12].…”