血管平滑肌细胞表型的成骨转换与血管钙化

血管钙化是血管壁中钙盐沉积的过程,导致血管硬化和失去弹性。它通常发生在中老年人,尤其是患有动脉粥样硬化、高血压、糖尿病和慢性肾脏疾病等疾病患者。血管钙化是一个主动的过程,其中平滑肌细胞的成骨转换是重要事件之一。这些细胞在钙化过程中释放钙离子,导致钙盐的沉积,形成钙化斑块。血管钙化受多种因素调节,包括高磷、高钙水平及氧化应激、机械应力等。此外,中医药研究在减轻血管钙化方面显示出潜力,例如灵芝孢子粉和其衍生物,三七、黄芩素、根皮素、雷公藤甲素等。这些研究为进一步理解和干预血管钙化提供了重要的证据,并揭示了一些潜在的抑制因子,可以作为未来治疗血管钙化的研究方向。

高磷诱导下肢血管平滑肌细胞成骨分化关键差异表达基因筛选及验证

目的:采用mRNA高通量测序技术筛选高磷诱导下肢血管平滑肌细胞(VSMCs)钙化差异表达基因(DEGs),分析VSMCs钙化的关键基因及信号通路。方法:将人VSMCs分为对照组和模型组,模型组细胞中加入高磷培养基,对照组细胞采用含10%胎牛血清的DMEM培养基于相同条件下培养。调整2组稳定转染VSMCs的状态,培养12 d,倒置显微镜下观察细胞形态表现并拍照。采用Hisat2软件筛选DEGs,采用Stringtie软件从生物过程(BP)、分子功能(MF)和细胞成分(CC)3个方面进行基因本体论(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析。Von Kossa染色法观察各组细胞钙化情况,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测2组细胞中碱性磷酸酶(ALP)、骨形态发生蛋白2(BMP2)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、肿瘤蛋白53(Tp53)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、铁蛋白轻链1(Ftl1)和糖基磷脂酰肌醇特异性磷脂酶D1(GPLD1)mRNA表达水平。结果:与对照组比较,模型组共2 524个DEGs,其中1 368个DEGs表达上调,1 156个DEGs表达下调;2组细胞DEGs聚类分离明显。GO功能和KEGG信号通路富集分析表达上调的DEGs主要参与微管细胞骨架组织的调节、细胞极性、蛋白质定位和细胞周期调控等BP,构建细胞膜部分、微管组织、染色体和着丝粒区等CC,发挥与磷脂酰肌醇磷酸盐、 Rho鸟苷酸三磷酸酶(GTPase)蛋白结合、参与跨膜转运和调节蛋白激酶活性等MF;表达下调的DEGs主要参与细胞质翻译、蛋白质膜定位、mRNA代谢和蛋白质内质网定位等BP,构建核糖体亚单位、细胞膜和自噬体等CC,发挥与单链DNA、核糖核蛋白复合物、生长因子结合、调节蛋白激酶活性和催化作用等MF。差异表达上调的基因富集7条信号通路,其中最为显著的是糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定的生物合成;差异表达下调的基因富集18条信号通路,其中最为显著的是铁死亡。RT-qPCR法,与对照组比较,模型组细胞中GPX4、Ftl1和Tp53 mRNA表达水平明显降低(P<0.01),GPLD1 mRNA表达水平明显升高(P<0.01);与对照组比较,模型组细胞中α-SMA mRNA表达水平明显降低(P<0.01),ALP和BMP2 mRNA表达水平明显升高(P<0.01)。结论:钙化的VSMCs与正常细胞存在DEGs,铁死亡和GPI锚定的生物合成信号途径是高磷诱导下肢VSMCs钙化的关键信号通路,主要由GPX4、Ftl1、Tp53和GPLD1共同介导完成。

动脉粥样硬化中血管平滑肌细胞自噬异常和表型转换的关系

动脉粥样硬化是特发于大中动脉,以血管内膜下粥样硬化斑块形成为特征的病理改变。血管平滑肌细胞(VSMCs)功能异常导致的斑块稳定性降低和破裂是动脉粥样硬化患者的直接死因[1-2]。生理状态下的平滑肌细胞处于“收缩表型”,高表达-肌动蛋白、平滑肌22(SM22)等收缩相关蛋白[3]。

内含子源性27nt-microRNA对大鼠血管平滑肌细胞表型转换的影响及其机制研究

目的 探讨内含子源性27nt-miRNA(27nt-miR)对血小板源性生长因子-BB(PDGF-BB)诱导大鼠血管平滑肌细胞(VSMCs)表型转换的影响及其分子机制。方法 用27nt-miR表达慢病毒转染培养的VSMCs,观察其对PDGF-BB诱导的VSMCs表型转换的影响;将细胞分为对照组、PDGF-BB诱导组、27ntmiR组、27nt-miR-sponge组及27nt-miR NC组(27nt-miR NC组)。雷帕霉素(100 nmol/L)与MHY-1485(10μmol/L)作用于27nt-miR组、27nt-miR-sponge组及27nt-miR NC组,以验证27nt-miR是否参与mTOR与p70S6k通路的调控。用生物信息学预测27nt-miR与mTOR的靶向结合位点,用CCK-8法与EdU法分别测定VSMCs活力与增殖情况,划痕试验测定VSMCs迁移能力,实时荧光聚合酶链反应检测α-SMA、SM22α及OPN mRNA表达,Western blotting检测α-SMA、SM22α、OPN、mTOR、p-mTOR、p70S6k与pp70S6k蛋白表达。结果 CCK-8法结果示,PDGF-BB诱导组细胞增殖率较正常值高(P <0.05),27ntmiR NC组与PDGF-BB诱导组比较,差异无统计学意义(P>0.05);27nt-miR组细胞增殖率较27nt-miR NC组低(P <0.05),27nt-miR-sponge组与27nt-miR NC组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。PDGFBB诱导组细胞迁移率较对照组高(P <0.05),27nt-miR NC组与PDGF-BB诱导组比较,差异无统计学意义(P>0.05);27nt-miR组细胞迁移率较27nt-miR NC组低(P <0.05),27nt-miR-sponge组细胞迁移率与27nt-miR NC组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。EdU法结果示,PDGF-BB诱导组细胞增殖率较对照组高(P <0.05),27nt-miR NC组与PDGF-BB诱导组细胞增殖率比较,差异无统计学意义(P>0.05);27nt-miR组细胞增殖率较27nt-miR NC组低(P <0.05),27nt-miR-sponge组与27nt-miR NC组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。PDGF-BB诱导组α-SMA mRNA相对表达量较对照组低(P <0.05),两组SM22α与OPN mRNA相对表达量比较,差异无统计学意义(P>0.05)。27nt-miR NC组与PDGF-BB诱导组α-SMA、SM22α、OPN mRNA相对表达量比较,差异无统计学意义(P>0.05);27nt-miR组α-SMA、SM22α mRNA相对表达量较27nt-miR NC组高(P <0.05),OPN mRNA相对表达量较27nt-miR NC组低(P <0.05);27nt-miR-sponge组与27nt-miR NC组α-SMA、SM22α mRNA相对表达量比较,差异均无统计学意义(P>0.05),27nt-miR-sponge组OPNm RNA相对表达量较27nt-miRNC组高(P<0.05)。PDGF-BB诱导组α-SMA、SM22α蛋白相对表达量较对照组低(P <0.05);27nt-miR NC组、PDGF-BB诱导组OPN蛋白相对表达量较27nt-miR组高(P <0.05);27nt-miR组α-SMA、SM22α蛋白相对表达量较27nt-miR NC组高(P <0.05),OPN蛋白相对表达量较27nt-miR NC组低(P <0.05);27nt-miR组p70S6k、p-p70S6k与p-mTOR蛋白相对表达量较27nt-miR NC组低(P <0.05);各组经雷帕霉素处理后,27ntmiR-sponge组与27nt-miR NC组各蛋白相对表达量比较,差异均有统计学意义(P <0.05)。27nt-miR组p70S6k、p-p70S6k、mTOR、p-mTOR蛋白相对表达量较27nt-miR NC组低(P <0.05),27nt-miR-sponge组与27nt-miR NC组p-p70S6k、mTOR、p-mTOR蛋白相对表达量比较,差异均有统计学意义(P <0.05)。各组经MHY-1485处理后,27nt-miR组p70S6k、p-p70S6k、mTOR、p-mTOR蛋白相对表达量较27ntmiR NC组低(P <0.05);27nt-miR-sponge组与27nt-miR NC组各蛋白相对表达量比较,差异均有统计学意义(P <0.05)。结论 27nt-miR可能通过靶向m TOR/p70S6k信号通路从而调节大鼠血管平滑肌细胞增殖活力、增殖、迁移与表型转换。

血管内皮生长因子165/骨形态发生蛋白改善缺氧复氧状态下成骨细胞损伤

背景:研究发现,血管内皮生长因子165和骨形态发生蛋白两种因子在缺氧复氧过程中相互作用,通过调节细胞内信号通路的活化,参与骨细胞损伤的修复过程。目的:进一步探究血管内皮生长因子165/骨形态发生蛋白与缺氧复氧成骨细胞损伤的关系分析。方法:取成骨细胞,建立缺氧复氧损伤模型,建模前后Real-Time PCR法和免疫印迹法检测血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白2的mRNA及蛋白表达。分别给予建模后成骨细胞不同质量浓度(10,20,40ng/mL)血管内皮生长因子165或骨形态发生蛋白2处理12,24,36,48,72 h,CCK-8法检测细胞增殖,DAPI检测细胞凋亡。结果与结论:(1)与建模前相比,建模后成骨细胞中血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白2的mRNA和蛋白表达量显著降低(P<0.05);(2)成骨细胞增殖率随着血管内皮生长因子165质量浓度的升高而明显升高(P<0.05);成骨细胞凋亡率随着血管内皮生长因子165质量浓度的升高而明显降低(P<0.05);(3)成骨细胞增殖率随着骨形态发生蛋白2质量浓度的升高而明显升高(P<0.05);成骨细胞凋亡率随着骨形态发生蛋白质量浓度的升高而明显降低(P<0.05);(4)结果表明,血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白在缺氧复氧成骨细胞损伤中低表达,给予血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白处理后缺氧复氧成骨细胞损伤明显降低,且呈浓度依赖性,提示血管内皮生长因子、骨形态发生蛋白对缺氧复氧成骨细胞损伤有明显保护作用。

miR-125b介导胰岛素促进血管平滑肌细胞向成骨样细胞分化

目的探讨miR-125b是否介导胰岛素促进血管平滑肌细胞向成骨样细胞分化,为治疗糖尿病患者动脉钙化提供实验性依据。方法采用real-time PCR检测胰岛素对血管平滑肌细胞miR-125b表达的影响。采用脂质体2000将miR-125b mimics转染至血管平滑肌细胞,然后给予胰岛素干预,检测碱性磷酸酶活性和骨钙素分泌。结果胰岛素可呈时间和剂量依赖性抑制miR-125b的表达,在血管平滑肌细胞过表达miR-125b可逆转胰岛素的促进血管平滑肌细胞向成骨样细胞分化的作用。结论胰岛素通过抑制miR-125b的表达,进而促进血管平滑肌细胞向成骨细胞分化。

网膜素对成骨细胞向钙化血管平滑肌细胞分化的影响及其机理

目的探讨网膜素对成骨细胞向钙化血管平滑肌细胞(CVSMCs)分化的影响。方法网膜素处理VSMCs细胞,用茜素红S染色确定基质矿化范围,用PCR探测碱性磷酸酶(ALP)及骨钙素表达,免疫印迹分析MAPK和Akt活性。结果网膜素剂量依耐性抑制CVSMCs ALP及骨钙素mRNA转录(P<0.05);与对照组比较,100 ng/ml,500 ng/ml及1000 ng/ml网膜素分别降低茜素红染色22%、41%及85%(P<0.05);网膜素时间依耐性提高CVSMCs Akt活性(P<0.05),对ERK、p38及JNK无影响;网膜素对VSMCs细胞内c AMP生成无明显影响。细胞用LY294002或HIMO处理后,网膜素对ALP活性及基质矿化的影响被消除了。结论本研究结果首次表明网膜素通过PI3K/Akt途径抑制成骨细胞分化为CVSMCs,表明肥胖者网膜素降低会促进动脉钙化的发展,网膜素有抑制动脉钙化的作用。

平滑肌细胞成骨分化致血管钙化中MAPK信号通路基因的表达谱变化

背景:血管钙化是一种细胞介导的主动的、可调控的复杂生物学过程,血管平滑肌细胞转分化为成骨样细胞发挥着重要作用,其确切机制尚不清楚。目的:探讨尿毒症背景下动脉粥样硬化血管钙化的病理生理机制。方法:采用5/6肾切除法建立尿毒症背景下ApoE-/-小鼠动脉血管钙化模型,苏木精-伊红染色和VonKossa染色观察主动脉组织形态学特点,明确造模成功。应用小鼠全基因组Agilent芯片筛查MAPK信号通路的差异表达基因,实时定量PCR分析验证部分与MAPK信号通路相关的差异表达基因,并结合通路分析来探索MAPK信号通路与血管钙化的内在联系。结果与结论:造模12周后,尿毒症ApoE-/-小鼠主动脉组织形态学特点证实动脉粥样硬化钙化斑块形成。Agilent基因芯片检测结果显示,MAPK信号通路中存在14个差异表达基因,RT-PCR验证结果与芯片检测结果相符合。经KEGG通路分析,ERK1/2信号通路可能在血管钙化的病理生理过程中扮演着重要的角色。说明5/6肾切除ApoE-/-小鼠主动脉钙化斑块形成与MAPK信号通路激活密切相关,该信号通路可能在平滑肌细胞转分化过程中起着至关重要作用。

生物钟基因Per2对Ang Ⅱ诱导血管平滑肌细胞表型转换的影响及机制

目的 探讨生物钟基因Per2对血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ)诱导血管平滑肌细胞(VSMC)表型转换的影响及机制。方法 常规培养VSMC,并将其随机分为Control A组、siRNA组、Per2 siRNA组,分别给予常规培养、转染空载siRNA、转染Per2 siRNA(沉默Per2);将VSMC随机分为Control B组、pcDNA组、pcDNA-Per2组,分别给予常规培养、转染空载pcDNA、转染pcDNA-Per2(Per2过表达)。用Western blotting法检测各组Per2蛋白表达以确认转染效率。选择部分VSMC随机分为Control C组、Ang Ⅱ组、Ang Ⅱ+Per2 siRNA组,分别给予常规培养、1×10^(-7)mol/L Ang Ⅱ处理48 h、先转染Per2 siRNA后再加入1×10^(-7)mol/L Ang Ⅱ处理48 h;另选部分细胞随机分为Control D组、Ang Ⅱ组、Ang Ⅱ+Per2 siRNA组,分别给予常规培养、1×10^(-7)mol/L Ang Ⅱ处理48 h、先转染pcDNA-Per2后再加入1×10^(-7)mol/L Ang Ⅱ处理48 h。用Western blotting法检测VSMC内表型转换相关蛋白[α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、骨桥蛋白(OPN)]及自噬相关蛋白[p62、微管相关蛋白1轻链3(LC3)]表达。结果 Per2 siRNA组Per2蛋白相对表达量低于Control B组、siRNA组(P均<0.05),pcDNA-Per2组Per2蛋白相对表达量高于Control组、pcDNA组(P均<0.05),均转染成功。与Control C组比较,Ang Ⅱ组α-SMA、p62蛋白相对表达量低,OPN、LC3蛋白相对表达量高,比较差异有统计学意义(P均<0.05);与Ang Ⅱ组比较,Ang Ⅱ+Per2 siRNA组α-SMA、p62蛋白相对表达量高,OPN、LC3蛋白相对表达量低,比较差异有统计学意义(P均<0.05)。与Control D组比较,Ang Ⅱ组α-SMA、p62蛋白相对表达量低,OPN、LC3蛋白相对表达量高,比较差异有统计学意义(P均<0.05);与Ang Ⅱ组比较,Ang Ⅱ+Per2 siRNA组α-SMA、p62蛋白相对表达量低,OPN、LC3蛋白相对表达量高,比较差异有统计学意义(P均<0.05)。结论 生物钟基因Per2可能通过激活细胞自噬参与Ang Ⅱ诱导的VSMC表型转换。

tRF-His-GTG-037在血管平滑肌细胞表型转换中的表达及生物信息学分析

目的:探讨tRF-His-GTG-037在血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell, VSMC)表型转换中的表达水平并利用生物信息学分析其潜在的作用。方法:利用荧光定量PCR检测tRF-His-GTG-037在VSMC表型转化过程中的表达水平。基于miRanda和TargetScan预测tRF-His-GTG-037的靶基因。对预测的靶基因进行GO (Gene Ontology)功能分析和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析。结果:与正常VSMC (1.18 ± 0.25)相比,tRF-His-GTG-037在血小板衍生因子BB (platelet-derived growth factor BB, PDGF-BB)诱导VSMC中的表达水平(2.50 ± 0.40)明显升高(t = 2.78, P = 0.008)。预测tRF-His-GTG-037共有93个靶基因,其中49个基因与心血管疾病发病有关,Rac1、组织因子途径抑制物(tissue factor pathway inhibitor, TFPI)、细胞色素P450家族成员1B1 (recombinant cytochrome P450 1B1, CYP1B1)、TWIST1与VSMC的增殖、迁移有关。GO分析结果发现生物过程(biological process, BP)富集项目429个,细胞成分(cell composition, CC)富集项目50个,分子功能(molecular function, MF)富集项目29个。KEGG通路分析结果发现的cAMP信号通路、AMPK信号通路与VSMC的增殖、迁移有关。结论:tRF-His-GTG-037在VSMC表型转换表达水平增高,可能作用于Rac1、TFPI、CYP1B1、TWIST1等靶基因通过cAMP信号通路、AMPK信号通路在VSMC表型转换过程中发挥作用。

血清骨硬化蛋白、成纤维细胞因子-23、可溶性CD40配体联合检测对维持性血液透析并发心血管事件的预测价值

目的探讨血清骨硬化蛋白(SOST)、成纤维细胞因子-23(FGF-23)、可溶性CD40配体(sCD40L)联合检测对维持性血液透析(MHD)病人并发心血管事件的预测价值。方法选取2017年1月至2019年3月中国人民解放军第305医院收治的行MHD的149例病人作为研究对象,根据MHD病人有无心血管事件发生将其分为未发生组和发生组,另选取同期128例健康体检者设为对照组。比较各组SOST、FGF-23、sCD40L,找出影响MHD病人并发心血管事件的危险因素。结果MHD病人心血管事件发生率为33.56%,发生组年龄(59.11±10.74)岁、血肌酐(Scr)(849.07±156.81)μmol/L及血清SOST(119.83±22.78)pmol/L、FGF-23(569.07±92.84)ng/L、sCD40L(119.49±23.86)μg/L水平均高于未发生组和对照组,均差异有统计学意义(P<0.05),未发生组Scr(753.73±112.06)mol/L及血清SOST(86.23±16.05)pmol/L、FGF-23(439.14±78.02)ng/L、sCD40L(82.02±15.53)μg/L水平均高于对照组,均差异有统计学意义(P<0.05);MHD病人血清SOST水平与钙(Ca)呈正相关(P<0.05),血清FGF-23水平与磷(P)呈正相关(P<0.05);年龄大、收缩压高、透析时间长、高水平的尿酸(UA)、血肌酐(Scr)、胱抑素C(Cys-C)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、三酰甘油(TG)与高水平的SOST、FGF-23、sCD40L均为是影响MHD病人并发心血管事件的危险因素(P<0.05);血清SOST、FGF-23、sCD40L水平联合预测MHD病人并发心血管事件的灵敏度和曲线下面积(AUC)分别为98.00%和0.96,均高于单一指标评价(P<0.01)。结论血清SOST、FGF-23、sCD40L水平升高均是MHD病人并发心血管事件的危险因素,以上三项指标均对MHD病人并发心血管事件有较好的预测价值,但三者联合预测时的价值更高。

靶向成纤维细胞生长因子受体1信号改善类风湿关节炎的骨破坏

背景:尽管科研人员已注意到成纤维细胞生长因子受体1在类风湿关节炎骨破坏中展现出巨大潜力,但尚未有学者对成纤维细胞生长因子受体1在类风湿关节炎骨破坏中的研究进展作全面综述。目的:通过查阅国内外相关文献,综合分析成纤维细胞生长因子受体1在类风湿关节炎骨破坏中的机制。方法:以“成纤维细胞生长因子受体1,类风湿关节炎,骨破坏,骨细胞,成骨细胞,破骨细胞,软骨细胞,巨噬细胞,滑膜成纤维细胞,T细胞,血管内皮细胞”为检索词检索中国知网数据库,以“fibroblast growth factor receptor 1,rheumatoid arthritis,bone destruction,osteocytes,osteoblasts,osteoclasts,chondrocytes,macrophages,synovial fibroblasts,T cells,endothelial cells”为检索词检索PubMed数据库,检索时间范围重点为1992年4月至2024年1月。通过阅读文献题目、摘要及全文,根据纳入与排除标准进行筛选,最后纳入82篇文献进行综述。结果与结论:成纤维细胞生长因子受体1广泛表达于骨组织相关细胞,包括骨细胞、成骨细胞、破骨细胞等,可以通过调控这些细胞的功能来影响骨重塑过程和维持骨稳态,促进类风湿关节炎骨破坏的发生和发展。成纤维细胞生长因子受体1还可以在滑膜成纤维细胞和巨噬细胞中参与炎症反应,在内皮细胞中调控滑膜血管生成,从多个方面促进骨破坏。成纤维细胞生长因子受体1可能是类风湿关节炎骨破坏的一个重要参与因素,为进一步研究类风湿关节炎治疗靶点提供依据。

成纤维细胞生长因子受体1 抑制剂对胶原诱导关节炎模型大鼠骨破坏的影响

背景:课题组前期的研究表明靶向成纤维细胞生长因子受体1(fibroblast growth factor receptor 1,FGFR1)可能是治疗类风湿性关节炎的有效靶点。目的:探讨FGFR1抑制剂(PD173074)对胶原诱导关节炎模型大鼠骨破坏的影响。方法:将25只雌性SD大鼠随机分为5组,正常对照组、模型组、甲氨蝶呤组、PD173074低剂量组、PD173074高剂量组。除正常对照组外,其余各组大鼠建立Ⅱ型胶原诱导关节炎模型。造模成功后正常组及模型组大鼠腹腔注射无菌PBS,甲氨蝶呤组药物注射剂量为1.04 mg/kg,PD173074低剂量组和高剂量组药物注射剂量分别为5,20 mg/kg,1次/周。给药4周后取材,观察大鼠临床症状以及关节肿胀情况,踝关节Micro-CT三维重建及分析,观察踝关节病理变化,检测关节周围血管生成情况及核因子κB受体活化因子配体的表达,检测关节滑膜中p-FGFR1、血管内皮生长因子A、抗酒石酸酸性磷酸酶的表达,观察肝、脾、肾病理变化并计算肝、脾、肾指数。结果与结论:①PD173074能够减轻模型大鼠踝关节临床症状及关节肿胀,延缓骨质丢失,改善骨结构,减轻关节滑膜侵袭以及软骨骨侵蚀,降低关节周围破骨细胞数量,抑制关节滑膜组织中的血管生成,降低核因子κB受体活化因子配体的表达,抑制FGFR1磷酸化蛋白、抗酒石酸酸性磷酸酶和血管内皮生长因子A的蛋白表达。②大鼠肝、脾、肾病理观察表明经过PD173074治疗后无明显的毒副作用。③研究证明了FGFR1抑制剂能够延缓Ⅱ型胶原诱导关节炎模型大鼠关节炎症及骨破坏的进展,并抑制血管的生成。初步验证了PD173074在Ⅱ型胶原诱导关节炎模型中的治疗作用,其可能是通过抑制FGFR1磷酸化发挥作用,为寻找类风湿性关节炎新的治疗靶点提供了方向。

长链非编码RNA-ANCR对小鼠血管平滑肌细胞成骨样分化的影响

目的观察长链非编码RNA-抗分化非编码RNA(anti-differentiation non-coding RNA,ANCR)对动脉钙化细胞模型的影响,探讨其可能的作用机制。方法以10 mmol/Lβ-甘油磷酸钠(beta-glycerophosphate,β-GP)诱导小鼠血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)成骨样分化以建立动脉钙化细胞模型,构建ANCR过表达慢病毒载体并感染小鼠VSMCs,q PCR检测Runt相关转录因子2(Runt related transcription factor 2,Runx2),骨形成蛋白-2(bone morphology protein-2,BMP-2)和ANCR的表达,Western blot检测胞质蛋白Runx2、BMP-2及核内核转录因子-Kappa B(nuclear factor kappa B,NF-κB)p65的表达,茜素红染色观察矿化结节的形成。结果 (1)β-GP刺激后小鼠VSMCs中Runx2和BMP-2的表达显著升高,差异有统计学意义(P<0.05),茜素红染色可见明显的矿化结节。(2)β-GP刺激后小鼠VSMCs中ANCR的表达显著降低,Runx2和BMP-2的mRNA表达显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。(3)ANCR过表达慢病毒感染后与对照组相比,Runx2和BMP-2的mRNA水平和蛋白水平均显著下降,NF-κBp65的蛋白表达显著降低,钙化结节形成显著减少,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 ANCR能抑制Runx2和BMP-2的表达,且可能通过削弱NF-κB信号通路抑制β-GP诱导的小鼠VSMCs成骨样分化。

促红细胞生成素在骨组织工程中的应用及前景

背景:骨缺损是由许多因素引起的,如炎症、肿瘤、创伤或骨骼疾病等,促红细胞生成素通过作用于间充质干细胞,促进其向成骨细胞、破骨细胞分化,作用于血管内皮细胞诱导血管生成,促进骨缺损、软骨缺损的修复,是一种在骨组织工程构建中具有应用潜力的生长因子。目的:阐述促红细胞生成素在骨组织工程中的应用及其潜在机制。方法:由第一作者运用计算机检索中国知网、万方、维普数据库及PubMed数据库中2004-2022年发表的相关文献,以“Erythropoietin,Bone defect,Bone regeneration,Angiogenesis,Osteogenesis、Osteoblast,Osteoclast,Bone tissue engineering”为英文检索词,以“促红细胞生成素,骨缺损,骨再生,血管生成,成骨分化,成骨细胞,破骨细胞,骨组织工程”为中文检索词检索,并进行筛选、归纳与总结,最终纳入64篇相关文献进行综述。结果与结论:①促红细胞生成素可以直接作用于骨髓微环境中的成骨细胞及破骨细胞,通过促进间充质干细胞向成骨细胞、破骨细胞、脂肪细胞、神经细胞和基质细胞分化,通过激活Wnt/β-catenin、缺氧诱导因子1α/血管内皮生长因子、p38MAPK和EphrinB2/EphB4等信号通路介导间充质干细胞完成成骨向分化;②通过调节红细胞的生成以改变血液的携氧能力,通过刺激血管内皮细胞促进血管生成,新生的血管可以将成骨所需的氧气、养分、生长因子和骨祖细胞携带到成骨的位置,从而促进骨形成和骨折愈合;③促红细胞生成素目前作为一种具有成骨成血管作用的生长因子,通过多种载药手段已被应用于壳聚糖、聚己内酯、生物陶瓷和纳米纤维等各类型支架材料研究中,并与其他生长因子如骨形态发生蛋白2,9等共同作用于支架材料表面参与了骨缺损的修复,在新型组织工程骨的构建中展现了其优异的实用性,具有潜在的临床应用价值。

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。

中性鞘磷脂酶2/神经酰胺调节高磷高钙诱导的血管平滑肌细胞成骨样分化和钙化

【目的】阐明nSMase2是否调控高磷高钙诱导的血管平滑肌细胞钙化。【方法】采用人血管平滑肌细胞钙化体外模型,用高磷高钙诱导血管平滑肌细胞钙化。分别用鞘磷脂酶抑制剂GW4869和siRNA干扰敲低nSMase2处理血管平滑肌细胞,检测骨相关蛋白BMP2、Runx2、Osterix的表达和细胞钙化程度。【结果】在细胞钙化过程中nSMase2的表达水平和神经酰胺的含量增高(P<0.05);GW4869药理抑制或nSMase2 siRNA敲低nSMase2均能减轻高磷高钙诱导的细胞钙化和下调Runx2、BMP2、Osterix的表达水平(P<0.05)。相反,ceramide可加速高磷高钙诱导的细胞钙化和增加ALP的活性(P<0.05)。【结论】nSMase2/ceramide促进高磷高钙诱导的血管平滑肌细胞钙化,提示nSMase2/ceramide可能参与慢性肾病血管钙化的过程。

MiR-133a调控BMP-2诱导的血管平滑肌细胞向成骨样细胞分化的机制

目的研究MiR-133a调控BMP-2诱导的血管平滑肌细胞向成骨样细胞分化的机制。方法采用BMP-2处理大鼠血管平滑肌细胞72h建立成骨样细胞分化模型。实验分组与细胞处理方法:1)空白对照组:采用溶媒处理血管平滑肌细胞72h;2)模型对照组:采用BMP-2处理血管平滑肌细胞72h;3)MiR-133a组:采用BMP-2处理MiR-133a转染的血管平滑肌细胞72h;4)MiR-NC组:采用BMP-2处理MiR-NC转染的血管平滑肌细胞72h。通过免疫荧光染色和细胞形态鉴定原代大鼠血管平滑肌细胞表型。检测大鼠血管平滑肌细胞内钙离子浓度、碱性磷酸酶(ALP)活性、骨钙素(OC)水平、骨相关蛋白(Runx2、Osterix)表达及细胞凋亡情况。结果过表达MiR-133a能显著抑制BMP-2诱导的血管平滑肌细胞钙离子浓度、ALP活性及OC水平的增加(P<0.05),能显著抑制BMP-2诱导的血管平滑肌细胞Runx2、Osterix蛋白表达(P<0.05),同时能显著抑制BMP-2诱导的血管平滑肌细胞的凋亡(P<0.05)。结论 MiR-133a可以显著抑制BMP-2诱导的血管平滑肌细胞向成骨样细胞分化,其机制可能是抑制BMP-2引起的骨相关蛋白的增加和阻碍BMP-2诱导的大鼠血管平滑肌细胞凋亡。

长春西汀对小鼠血管平滑肌细胞成骨样分化的影响

目的初步探讨长春西汀对小鼠血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)成骨样分化的影响。方法使用10m Mβ-甘油磷酸钠(beta-glycerophosphate,β-GP)诱导小鼠原代VSMCs向成骨样分化,以10μM长春西汀干预β-GP诱导的小鼠VSMCs,应用Western blotting分析法检测Runt相关转录因子2(Run related transcription factor 2,Runx2),骨形成蛋白-2(bone morphology protein-2,BMP-2)以及核转录因子-Kappa B(nuclear factor kappa B,NF-κB)p65的表达,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)试剂盒检测ALP活性,茜素红染色观察矿化结节形成的情况。结果 1)β-GP可显著增强ALP的活性,增加Runx2和BMP-2的表达,并促进矿化结节的形成;2)长春西汀可显著减弱ALP活性,抑制Runx2和BMP-2的表达,减少矿化结节的形成;3)长春西汀抑制NF-κB活化。结论长春西汀可通过NF-κB信号通路显著抑制小鼠VSMCs成骨样分化。

非编码RNA调控血管平滑肌细胞成骨样表型转化的研究进展

分化成熟的血管平滑肌主要功能是收缩血管、调节血管周径及血压等.在高磷、高糖、维生素D3、炎症等因素的作用下,平滑肌细胞可转分化为成骨样细胞参与血管钙化的形成,诱发心脑血管不良事件.非编码RNA是经基因转录但不翻译为蛋白质的一类RNA总称,其通过调控多种细胞活动来参与机体的生理和病理过程.已有研究表明,非编码RNA可通过调控血管平滑肌细胞成骨样表型转化影响血管钙化的发生、发展.本文从微小RNA、长链非编码RNA、环状RNA几方面综述非编码RNA在血管平滑肌成骨样表型转化中的调节作用,有助于进一步了解血管钙化的分子机制以及发现防治血管钙化的新靶点.