同型半胱氨酸通过内质网应激反应促进大鼠血管平滑肌细胞钙化

目的研究同型半胱氨酸(Hcy)对大鼠血管平滑肌细胞(VSMC)钙化的影响及其可能的机制。方法Hcy、内质网应激抑制剂4苯基丁酸(PBA)和牛磺酸(TAU)处理VSMC,茜素红染色、钙含量和碱性磷酸酶(ALP)活性测定确定细胞钙化;Western Blot检测其内质网应激相关蛋白表达。结果不同浓度的Hcy(50、100、200和400μmol/L)促进VSMC钙化,与钙化组相比,VSMC钙含量分别增加了2.5倍、4.17倍、5.83倍和8.33倍(均P0.05),ALP活性分别增加了1.56倍、2.18倍、2.56倍和3.13倍(均P0.05)。Hcy可以促进内质网应激相关蛋白表达增加,与钙化组相比,给予Hcy后,p-PERK、p-IRE1和ATF6分别升高了37.8%、27.5%和26%(均P0.05)。给予PBA和TAU后,Hcy所诱导的内质网应激相关蛋白表达增加被抑制,与钙化+Hcy组相比,p-PERK降低64%和76%(均P0.01)、p-IRE1降低65%和41.1%(均P0.01)、ATF6降低50%和47%(均P0.01)、CHOP降低47.4%和39.5%(均P0.01)、PERK降低58.6%和69%(均P0.01)、GRP78降低79.5%和72.7%(均P0.01)。应用内质网应激抑制剂PBA和TAU可抑制Hcy诱导的VSMC钙化,茜素红染色发现钙化结节减少、ALP活性和钙含量降低;PBA和TAU还可抑制Hcy刺激的VSMC由收缩表型向成骨样细胞表型转变,与钙化+Hcy组相比,PBA和TAU处理组SMα-actin分别升高了2.9倍和3.1倍(均P0.01)、SM22α分别升高了1.8倍和2.3倍(均P0.01)、OPN分别降低了2.73倍和4.2倍(均P0.01)。结论 Hcy通过激活VSMC内质网应激反应促进VSMC钙化。     

BMP信号通路在华法林诱导的大鼠血管平滑肌细胞钙化中的作用

目的探讨骨形态发生蛋白(BMP)信号通路在华法林诱导的大鼠血管平滑肌细胞(VSMC)钙化中的作用。方法体外分离培养大鼠胸主动脉VSMC,将其随机分为正常对照组、高磷组、华法林(10μmol/L)干预组及华法林(10μmol/L)+维生素K(10μmol/L)干预组。对细胞进行钙含量和碱性磷酸酶(ALP)活性检测,茜素红染色检测钙结节,Western blot检测细胞中Runx2蛋白的表达变化,RT-PCR检测细胞中骨形态发生蛋白2(BMP-2)、Smad1及Runx2的表达变化。结果茜素红染色结果显示,与正常对照组和高磷组相比,华法林干预组钙化结节明显增多;钙含量测定结果与茜素红染色结果基本一致。与正常对照组和高磷组相比,华法林干预组ALP活性明显增加(P0.05),Runx2 mRNA和蛋白表达水平及BMP-2、Smad1 mRNA表达明显增高(P0.05);与华法林干预组相比,华法林+维生素K干预组细胞钙含量、ALP活性及BMP-2、Smad1、Runx2的表达均明显降低(P0.05)。结论BMP信号通路参与了华法林促进的大鼠VSMC钙化,其可能的作用机制是介导了VSMC的表型转化。     

内质网应激与自噬的交互作用对血管钙化的影响

目的证实内质网应激(ERS)和自噬的交互作用对血管钙化(VC)的影响。方法维生素D3肌注和尼古丁灌胃制备大鼠在体血管钙化模型,取主动脉行茜素红染色和钙含量检测,Western blot检测相关蛋白的表达水平。结果与对照组相比,钙化组大鼠主动脉管壁钙沉积显著增加,血管平滑肌细胞(VSMC)收缩表型标志蛋白SM-22α和Calponin表达显著降低,而成骨细胞样表型标志蛋白骨形态发生蛋白2(BMP-2)和Runt相关转录因子2(RUNX2)表达显著升高,ERS标志蛋白葡萄糖调节蛋白(GRP78)和C/EBP同源蛋白(CHOP)以及自噬标志蛋白轻链3(LC3Ⅱ)和Beclin-1表达显著升高。钙化大鼠应用ERS激动剂衣霉素[10μg/(kg·d)]可进一步增加血管壁钙沉积及BMP-2和RUNX2表达水平,而SM-22α和Calponin表达进一步减少,GRP78和CHOP以及LC3Ⅱ和Beclin-1表达水平进一步增加。钙化大鼠应用自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤[10 mg/(kg·d)]可降低LC3Ⅱ和Beclin-1水平,同时GRP78和CHOP表达升高,增加血管壁钙沉积及BMP-2和RUNX2表达水平,降低SM-22α和Calponin表达。结论内质网应激与自噬的交互作用影响血管钙化的发展。     

慢性间歇性低压低氧抑制内质网应激改善大鼠血管钙化

目的证实慢性间歇性低压低氧(CIHH)通过抑制内质网应激(ERS)改善大鼠血管钙化。方法使用维生素D3肌注和尼古丁灌胃(VDN)制备的大鼠在体血管钙化模型,检测主动脉组织Ca2+含量和碱性磷酸酶(ALP)活性以及血浆ALP活性,Western blot检测相关蛋白的表达水平。结果与对照组大鼠相比,VDN大鼠主动脉组织Ca2+含量和ALP活性以及血浆ALP活性均显著升高(P0.05),同时主动脉组织平滑肌细胞收缩表型标志蛋白calponin和SM22α的表达水平显著下调(P0.05),成骨样细胞表型标志蛋白骨形态发生蛋白2(BMP2)和RUNX2的表达水平显著上调(P0.05)。而CIHH能够显著改善VDN大鼠的上述改变。此外,VDN大鼠主动脉组织ERS标志蛋白葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、CHOP(C/EBP homologous protein)和active-caspase12的表达水平较对照组大鼠显著升高(P0.05),而CIHH能够显著抑制上述蛋白表达水平的升高(P0.05)。结论 CIHH可能通过抑制ERS,发挥改善血管钙化和平滑肌细胞表型转化的作用。     

雌激素抑制内质网应激引起的血管内皮细胞凋亡及机制

目的通过建立人脐静脉内皮细胞(HUVEC)内质网应激(ERS)的细胞模型,研究雌激素抑制内质网应激引起的凋亡的信号传导机制,以探讨雌激素对心血管的保护机制。方法分别用10μmol/L的衣霉素(TM)或2 mmol/L的二硫苏糖醇(DTT)诱导HUVEC,建立内质网应激细胞模型,提前给予10-8mol/L的17-β雌二醇(E2)预处理1 h,用Western blot检测葡萄糖调节蛋白78(GRP78)判断模型是否建立成功,并探索E2对内质网应激的作用。检测内质网应激的三条主要信号通路蛋白的变化,上调最显著的为内质网应激最主要的信号通路。Western blot检测内质网应激凋亡蛋白C/EBP-同源蛋白(CHOP),Hochest染色检测细胞凋亡率,探索E2对内质网应激凋亡的作用。添加E2受体拮抗剂ICI182780(ERα、ERβ拮抗剂及GPER激动剂)和G15(GPER拮抗剂)后检测内质网应激最主要通路蛋白表达量的变化,探索雌激素受体在其抑制内质网应激中的作用。添加E2受体后信号通路阻断剂,检测雌激素抑制内质网应激的过程中活化其受体后激活的最主要受体后信号通路。结果 TM/DTT组GRP78的表达量显著上调,内质网应激三条信号通路中蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)信号通路上调最明显,而TM/DTT+E2组上调显著回复。TM/DTT组CHOP的表达量显著上调且细胞凋亡率显著增加,而TM/DTT+E2组上调明显回复,凋亡细胞减少。E2有显著抑制p-PERK/PERK上调的作用,而E2的保护作用可分别被ICI182780和G15阻断,同时添加ICI182780和G15时阻断作用最显著。分别添加信号通路阻断剂后,E2抑制pPERK/PERK上调的作用均减弱,其中以磷脂酰肌醇-3羟基激酶(PI3K)通路阻断剂的作用最显著。结论 E2可抑制TM/DTT诱导的HUVEC内质网应激。p-PERK/PERK通路可能为TM/DTT诱导的HUVEC内质网应激最主要的信号通路。E2可抑制过度内质网应激引起的细胞凋亡。E2受体在E2抑制内质网应激凋亡的作用中起重要作用。E2受体激活包括PI3K-蛋白激酶B(PKB/Akt)、细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)和p38-丝裂原活化蛋白激酶(p38-MAPK)在内的信号通路快速起到抑制内质网应激的作用,其中PI3K-Akt通路可能为最主要的通路。雌激素通过抑制PERK信号通路引起的内质网应激凋亡,保护血管内皮细胞,其抑制内质网应激的机制主要为活化的雌激素受体激活PI3K/Akt通路。     

内质网应激PERK途径在高糖诱导血管平滑肌细胞向成骨样细胞转化中的作用

目的：研究高糖刺激SD大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞（VSMCs）向成骨样细胞转分化中内质网应激蛋白激酶R样内质网激酶（PERK）途径的作用。方法原代培养VSMCs,分为正常对照组（5mmol/L D-葡萄糖）,甘露醇组（5mmol/L D-葡萄糖＋25mmol/L甘露醇）,高糖组（30mmol/L D-葡萄糖）,高糖＋PERK-小干扰RNA（siRNA）转染组（30mmol/L D-葡萄糖＋PERK-siRNA转染）,高糖＋RNA干扰阴性对照组（30mmol/L D-葡萄糖＋乱序RNA转染）。分别作用48和72h。逆转录-聚合酶链反应及Western blot分别从信使RNA（mRNA）和蛋白质水平检测不同时间点内质网应激相关分子GRP78、PERK、p-PERK、eIF2α、p-eIF2α、ATF4的改变,以及成骨样细胞标志性分子核心转录因子（Cbfα-1）、骨钙素以及平滑肌细胞标志性分子α-SMA的改变情况。应用碱性磷酸酶（ALP）活性检测试剂盒检测ALP的活性。结果与正常对照组和甘露醇组比较,在mRNA水平,高糖组和高糖＋RNA干扰阴性对照组PERK和eIF2α表达升高（P＜0.05）,PERK-siRNA转染后其表达水平均降低（P＜0.05）,在蛋白质水平,PERK、p-PERK、eIF2α、p-eIF2α表达升高（P＜0.05）,PERK-siRNA干预后其表达均降低（P＜0.05）。高糖刺激VSMCs后ALP活性升高（P＜0.05）,PERK-siRNA转染后其表达均降低（P＜0.05）。结论内质网应激PERK途径在高糖诱导VSMCs由收缩表型向成骨样细胞表型转化中发挥作用,抑制PERK途径可以部分阻止这一转化过程。     

过氧化体增殖物激活型受体γ抑制转化生长因子β1诱导的血管平滑肌细胞钙化

目的探讨过氧化体增殖物激活型受体γ(PPARγ)对转化生长因子β1(TGF-β1)诱导的大鼠主动脉血管平滑肌细胞(VSMC)钙化的作用。方法体外培养大鼠主动脉VSMC,先分为正常对照组、不同浓度TGF-β1组(1、2、4、8μg/L),观察TGF-β1对VSMC的影响;再分为正常对照组、钙化组(TGF-β1 4μg/L)、罗格列酮(RSG,20μmol/L)组、钙化+罗格列酮(RSG,20μmol/L)组,观察PPARγ激动剂罗格列酮对VSMC钙化后的作用,对细胞进行钙含量和碱性磷酸酶(ALP)活性检测,茜素红S染色检测钙化结节的形成情况,Western blot检测VSMC标志物α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、PPARγ、成骨样细胞标志物Runt相关转录因子2(Runx2)的蛋白表达情况。结果与正常对照组相比,TGF-β1处理后的VSMC钙盐沉积和ALP活性明显升高(P0.05),且TGF-β1浓度为4μg/L时作用最明显,成骨样细胞标志物Runx2表达明显升高(P0.05),同时平滑肌细胞标志物α-SMA表达减少(P0.05)。而加入罗格列酮后,VSMC的钙盐沉积和ALP活性明显降低(P0.05),α-SMA、PPARγ表达明显上升(P0.05),相反,Runx2的表达则明显受到抑制(P0.05)。结论 TGF-β1可以诱导VSMC向成骨样细胞分化和钙化,而PPARγ激动剂罗格列酮可以抑制TGF-β1诱导下VSMC钙化的发生。     

内质网应激在成纤维细胞生长因子21抑制大鼠血管钙化过程中的作用

目的研究内质网应激(ERS)在成纤维细胞生长因子21(FGF21)抑制大鼠血管钙化过程中的作用。方法成年雄性SD大鼠随机分为对照组、模型组、FGF21组、FGF21+衣霉素(TM)组,后3组采用维生素D3联合尼古丁的方式建立血管钙化模型,FGF21组给予1 mg/(kg·d)的FGF21腹腔注射,FGF21+TM组给予1 mg/(kg·d)的FGF21腹腔注射及4.5 mg/(kg·w)的TM腹腔注射,连续28天。比较各组大鼠胸主动脉茜素红染色、钙含量、碱性磷酸酶(ALP)活性、TUNEL染色、成骨标志基因及ERS基因表达水平的差异。结果 FGF21组大鼠胸主动脉的茜素红染色明显减弱,胸主动脉中钙含量、ALP活性、TUNEL染色阳性率及Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨形态发生蛋白2(BMP2)、BMP4、骨保护素(OPG)、葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶12(Caspase-12)的蛋白表达水平均明显低于模型组(P0.05)。FGF21+TM组大鼠胸主动脉的TUNEL染色阳性率及RUNX2、BMP2、BMP4、OPG、GRP78、CHOP、Caspase-12的蛋白表达水平均明显高于FGF21组(P0.05)。结论 FGF21对维生素D3和尼古丁诱导的血管钙化具有抑制作用,阻断ERS所介导的细胞凋亡及成骨分化可能是其抑制血管钙化的分子机制。     

吡格列酮通过内质网应激致凋亡途径对大鼠血管平滑肌细胞钙化的影响

目的　探讨吡格列酮通过内质网应激致凋亡途径对大鼠血管平滑肌细胞钙化的影响及机制。方法　利用β-甘油磷酸钠联合丙酮酸钠制备钙化血管平滑肌细胞模型,予不同浓度（10、50、100　μmol/L）吡格咧酮干预。用Von　Kossa　染色、茜素红S染色测定钙含量以及碱性磷酸酶（ALP）活性观察细胞钙化程度。采用流式细胞术及Tunel法检测细胞凋亡率,实时荧光定量PCR及Western　Blot检测各组细胞GRP78、Caspase-12和Runx2的mRNA及蛋白表达。结果　钙化组其钙含量、ALP活性较对照组细胞增多（P<0.05）,而不同浓度吡格列酮呈剂量依赖性地减轻钙化大鼠血管平滑肌细胞的钙含量和ALP活性（P<0.05）;钙化组其细胞凋亡率较对照组明显升高,而不同浓度吡格列酮呈剂量依赖性地减轻钙化大鼠血管平滑肌细胞凋亡率（P<0.05）;钙化组GRP78、Caspase-12和Runx2　的mRNA及蛋白表达明显升高,而不同浓度吡格列酮呈剂量依赖性地下调钙化大鼠血管平滑肌细胞GRP78、Caspase-12和Runx2的mRNA及蛋白表达（P<0.05）。结论　吡咯列酮通过内质网应激致凋亡途径作用可减轻β-磷酸甘油诱导的血管平滑肌细胞钙化,其作用可能与GRP78、Caspase-12及Runx2表达下调有关。     

内质网应激信号在姜黄素诱导Jurkat细胞凋亡中的作用

目的观察姜黄素对Jurkat细胞的作用,研究内质网应激信号在姜黄素诱导Jurkat细胞凋亡中的作用。方法在体外培养体系中,通过甲基噻唑蓝(MTT)比色法分析姜黄素对Jurkat细胞存活和增殖的作用,流式细胞学分析姜黄素对Jurkat细胞凋亡的作用,Western印迹检测Jurkat细胞凋亡蛋白半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)3和内质网应激凋亡信号葡萄糖调节蛋白78、C/EBP同源蛋白和Caspase4的表达。结果姜黄素抑制Jurkat细胞存活,促进Jurkat细胞凋亡。增加姜黄素浓度,Jurkat细胞凋亡率与活化Caspase 3表达递增。20.0μmol/L姜黄素作用时,Jurkat细胞的葡萄糖调节蛋白78、C/EBP同源蛋白和Caspase4同步增加。结论姜黄素激活内质网应激,通过C/EBP同源蛋白介导的内质网应激相关凋亡途径促进Jurkat细胞凋亡。     

糖基化终末产物促进大鼠血管平滑肌细胞钙化

目的 观察糖基化终末产物对体外培养的血管平滑肌细胞钙化的影响.方法 在含10 mmol/Lβ-甘油磷酸钠培养液中加入不同浓度(0、50、100、200 mg/L和400 mg/L)的糖基化终末产物与大鼠血管平滑肌细胞孵育不同时间.采用磷酸苯二钠法检测碱性磷酸酶活性,甲-酚酞络合酮方法测定钙含量,实时定量逆转录聚合酶链反应检测成骨细胞特异性核心结合因子、碱性磷酸酶以及骨桥蛋白基因表达,蛋白免疫印迹检测成骨细胞特异性核心结合因子及骨桥蛋白蛋白表达.结果 与对照组相比,糖基化终末产物随作用时间延长和浓度增加,细胞钙含量增加(P<0.05),升高碱性磷酸酶活性和基因表达(P<0.05),促进成骨细胞特异性核心结合因子及骨桥蛋白基因及蛋白表达(P<0.01).结论 糖基化终末产物可促进体外培养的大鼠血管平滑肌细胞钙化.     

肾上腺髓质素对大鼠血管钙化的影响

目的　观察肾上腺髓质素 (ADM)对血管钙化的影响。方法　维生素D3 (VitD3 )和尼古丁制备大鼠血管钙化模型 ,分别测定血管、心肌钙含量和血管碱性磷酸酶 (ALP)活性 ,血浆和血管ADM含量 ,12 5I ADM与ADM受体的结合力及血管环磷酸腺苷 (cAMP)含量。结果　与对照组相比 ,钙化组 (VDN组 )的血管钙含量和ALP活性明显升高 ;血管及血浆ADM的含量亦升高 ,但12 5I ADM与血管质膜ADM受体结合的位点减少 ,Kd值升高 ,提示亲合力降低 ,同时伴钙化血管的cAMP合成减少。提示钙化血管对ADM的反应减弱。空载脂质体对血管钙化无影响。用脂质体包裹ADM组 (VDN ADM组 )与钙化组相比 ,其血管的钙含量、ALP的活性均明显降低 ;12 5　I ADM与血管质膜ADM受体结合的位点增加 ,Kd值减少 ,cAMP的合成也增加 ,提示该组血管对ADM的反应增强。结论　血管钙化时ADM ADM受体 cAMP途径发生变化 ,外源性ADM通过改善ADM ADM受体 cAMP途径 ,发挥抑制血管钙化的作用     

Arterial calcification in chronic kidney disease: key roles for calcium and phosphate

Vascular calcification contributes to the high risk of cardiovascular mortality in chronic kidney disease (CKD) patients. Dysregulation of calcium (Ca) and phosphate (P) metabolism is common in CKD patients and drives vascular calcification. In this article, we review the physiological regulatory mechanisms for Ca and P homeostasis and the basis for their dysregulation in CKD. In addition, we highlight recent findings indicating that elevated Ca and P have direct effects on vascular smooth muscle cells (VSMCs) that promote vascular calcification, including stimulation of osteogenic/chondrogenic differentiation, vesicle release, apoptosis, loss of inhibitors, and extracellular matrix degradation. These studies suggest a major role for elevated P in promoting osteogenic/chondrogenic differentiation of VSMC, whereas elevated Ca has a predominant role in promoting VSMC apoptosis and vesicle release. Furthermore, the effects of elevated Ca and P are synergistic, providing a major stimulus for vascular calcification in CKD. Unraveling the complex regulatory pathways that mediate the effects of both Ca and P on VSMCs will ultimately provide novel targets and therapies to limit the destructive effects of vascular calcification in CKD patients.     

HGF/c-Met signalling promotes Notch3 activation and human vascular smooth muscle cell osteogenic differentiation in vitro

Objectives

Vascular calcification is a major clinical problem and elucidating the underlying mechanism is important to improve the prognosis of patients with cardiovascular disease. We aimed to elucidate the role and mechanism of action of Hepatocyte Growth Factor (HGF)/c-Met signalling in vascular calcification and establish whether blocking this pathway could prevent mineralisation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) in vitro.

Methods and results

We demonstrate increased HGF secretion and c-Met up-regulation and phosphorylation during VSMC osteogenic differentiation. Adenoviral-mediated over-expression of HGF (AdHGF) in VSMCs accelerated mineralisation, shown by alizarin red staining, and significantly increased ⁴⁵Calcium incorporation (1.96 ± 0.54-fold [P < 0.05]) and alkaline phosphatase (ALP) activity (3.01 ± 0.8-fold [P < 0.05]) compared to controls. AdHGF also significantly elevated mRNA expression of bone-related proteins, Runx2, osteocalcin, BMP2 and osterix in VSMCs. AdHGF-accelerated mineralisation correlated with increased Akt phosphorylation, nuclear translocation of Notch3 intracellular domain (N3IC) and up-regulation of the Notch3 target protein, HES1. In contrast, adenoviral-mediated over-expression of the HGF antagonist, NK4, markedly attenuated VSMC mineralisation, and reduced c-Met phosphorylation, Akt activation and HES1 protein expression compared to AdHGF-treated cells. Furthermore, the Notch inhibitor, DAPT, attenuated N3IC nuclear translocation and AdHGF-induced mineralisation.

Conclusion

We demonstrate HGF induces VSMC osteogenic differentiation via c-Met/Akt/Notch3 signalling, highlighting these pathways as potential targets for intervention of vascular calcification.     

姜黄素对维生素D3和尼古丁诱导血管钙化大鼠血管中组织蛋白酶D表达的影响

目的研究组织蛋白酶D(CTSD)在大鼠动脉钙化模型中的表达以及姜黄素对其表达的影响。方法将30只雄性SD大鼠随机分成3组,每组10只,即对照组、钙化组和干预组。对照组大鼠给予等量生理盐水处理,钙化组大鼠用维生素D3和尼古丁处理,干预组大鼠在钙化组处理的基础上加用姜黄素干预。用von Kossa染色检测血管钙化,试剂盒检测血管钙含量和碱性磷酸酶活性,Western blot检测骨形态发生蛋白2(BMP-2)、Runx2和CTSD的蛋白表达,用免疫组织化学染色观察CTSD在血管中的表达及分布。结果维生素D3和尼古丁能够诱导经典大鼠钙化模型,von Kossa染色结果显示钙化组大鼠胸主动脉有大量黑色颗粒沉积,血管钙含量和碱性磷酸酶活性升高,Western blot检测结果显示BMP-2和Runx2表达显著上调;使用姜黄素干预后,与钙化组相比,大鼠胸主动脉钙化程度明显减轻,血管钙含量和碱性磷酸酶活性下降,BMP-2和Runx2表达下调。免疫组织化学染色结果显示钙化组CTSD表达上调且大量分布在细胞外基质中,姜黄素能够显著下调CTSD的表达并减少其在细胞外基质中的分布。结论姜黄素具有抑制血管钙化的作用,可能与其能够减少CTSD在细胞外基质中的表达有关。     

miR-181a-5p对人主动脉平滑肌细胞成骨样分化的影响

目的观察miR-181a-5p对动脉钙化细胞模型的影响,探讨其可能的作用机制。方法培养人主动脉平滑肌细胞(HASMC),经成骨样分化诱导后使用茜红素染色检测细胞成骨样分化的程度,采用real-time PCR检测成骨样分化标志基因骨钙素(OCN)、Runt相关转录因子2(RUNX2)和碱性磷酸酶(ALP)的mRNA表达变化,以及miR-181a-5p的表达变化,分析miR-181a-5p与成骨样分化相关基因表达水平的相关性。miR-181a-5p mimic转染用于上调HASMC内miR-181a-5p的表达。使用TargetScan数据库预测miR-181a-5p发挥作用的靶基因。使用real-time PCR检测miR-181a-5p过表达后对靶基因表达的影响。结果HASMC经诱导成骨样分化后,茜红素染色阳性区域和细胞内钙含量逐渐增加,细胞中成骨样分化相关基因OCN、RUNX2和ALP的表达随时间延长逐渐升高,而miR-181a-5p的表达逐渐下降(P<0.05)。相关性分析显示miR-181a-5p的表达与OCN、RUNX2和ALP的表达均呈负相关(P<0.05)。使用miR-181a-5p mimic转染HASMC后细胞内miR-181a-5p的表达高于对照mimic组,细胞内钙含量及RUNX2和OCN的表达均低于对照mimic组(P<0.05)。TargetScan数据库预测结果显示miR-181a-5p可与促成骨样分化基因丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)和丝裂原活化蛋白激酶8(MAPK8)的3′UTR区结合,miR-181a-5p mimic组HASMC中靶基因MAPK1和MAPK8的表达显著下调(P<0.05)。结论血管平滑肌细胞成骨样分化时下降的miR-181a-5p可抑制成骨样分化,其可能的机制是抑制促钙化信号转导分子MAPK1和MAPK8的表达。     

吡格列酮对糖尿病大鼠血管钙化的影响及机制

目的研究吡格列酮对糖尿病大鼠血管钙化的影响及其可能机制。方法将36只SD雄性大鼠随机平均分为6组:对照组、糖尿病组、钙化组、糖尿病+钙化组、钙化+吡格列酮组、糖尿病+钙化+吡格列酮组;建立大鼠血管钙化模型(维生素D3+华法林)和糖尿病模型(链尿佐菌素);并对血管组织进行Von Kossa染色、钙含量和碱性磷酸酶活性检测,qRT-PCR检测mRNA表达,免疫组织化学法检测骨保护素蛋白表达。结果钙化组血管平滑肌细胞及其间质内有大量黑色颗粒沉积;糖尿病+钙化组较糖尿病组和钙化组血管组织钙含量、碱性磷酸酶活性分别升高3.63倍、1.35倍和3.69倍、1.30倍(P<0.05),骨保护素mRNA含量及其蛋白表达降低(P<0.05);糖尿病+钙化+吡格列酮组较糖尿病+钙化组钙含量、碱性磷酸酶活性分别下调13.70%、18.04%(P<0.05),骨保护素mRNA含量及其蛋白表达升高(P<0.05)。结论吡格列酮可以减轻血管钙化程度并上调骨保护素mRNA含量及蛋白表达,骨保护素可能是抑制血管钙化主要因素之一。     

Calcification of human valve interstitial cells is dependent on alkaline phosphatase activity

BACKGROUND AND AIM OF THE STUDY: The calcification of heart valves is associated with valve degeneration and failure, but the mechanisms involved are poorly understood. The presence of lamellar bone has been demonstrated in calcified aortic valves. Since osseous calcification is closely associated with alkaline phosphatase (ALP) activity, it was hypothesized that ALP activity might be implicated in the calcification of isolated leaflet interstitial cells (ICs). METHODS: Human valve leaflet ICs were isolated from transplant-explanted hearts at the time of transplantation (n = 12). RESULTS: Isolated leaflet ICs expressed the fibroblast-specific antigen (100% of cells) and smooth muscle (SM) alpha-actin (70-80% of cells), but osteoblastic markers were not expressed. Cultured ICs did not calcify spontaneously, however when the growth medium was supplemented with beta-glycerophosphate (an organic phosphate) it induced the formation of calcified nodules that expressed osteonectin and ALP, but not SM alpha-actin. Beta-glycerophosphate-induced calcification of ICs showed a time-dependent effect on the calcium content of treated cells over a 14-day period. ALP activity was considerably increased in beta-glycerophosphate-treated ICs, and this correlated with the calcium content (r = 0.5: p = 0.01). Levamisol (an ALP inhibitor) inhibited the beta-glycerophosphate-induced calcification process, as well as the expression of osteoblastic differentiation markers. CONCLUSION: Isolated and cultured leaflet ICs did not calcify spontaneously, though organic phosphate induced the formation of calcified nodules that expressed osteoblastic markers. The calcification of isolated ICs was seen to be dependent on ALP activity.