高磷诱导及膦甲酸钠干预血管平滑肌细胞钙化的研究(3)
参见附件(459kb)。
由表3可见，Pi 2.0mmol•L-1组、Pi 2.5mmol•L-1组与Pi 1.5mmol•L-1组相比，培养上清液中骨钙素浓度增加，差异有统计学意义(P-1；M.DNA Marker
图1磷对血管平滑肌细胞骨钙素mRNA表达的影响
图2不同浓度的PFA对骨钙素mRNA表达的影响
表4平滑肌细胞中骨钙素mRNA的表达(x-±s)
Pi及PFA浓度/mmol•L-1OC/GAPDH
由表4可见，高磷促进血管平滑肌细胞骨钙素mRNA的表达(P[4]。随着肾功能减退，磷储留致高磷血症，甲状旁腺激素(PTH)水平增高，1,25(OH)2D3水平下降。慢性肾功能衰竭患者高磷血症与高PTH相关。长期透析的患者，PTH水平的升高与左心室肥大、心血管病及死亡高度相关[3]。血管钙化加重动脉粥样硬化斑块病变，加之左心室肥大、冠脉灌注减少，使心肌梗死发生率和斑块的不稳定性增加；大血管中层钙化使得血管的硬度增加，动脉脉速和脉压差增加，顺应性降低。因此，血管钙化增加了心血管疾病的发生率和死亡率[2]。本实验模拟人体内转移性血管钙化的许多特征，体外研究磷在血管平滑肌细胞钙化中的作用。发现与相当于正常血磷培养基中生长的平滑肌细胞相比，在高磷培养基中生长的平滑肌细胞钙沉积明显增加(P)；且随着时间的延长，钙沉积继续增加。表明高磷可导致培养的牛血管平滑肌细胞钙化，磷以时间和剂量依赖性方式诱导平滑肌细胞钙化。
越来越多的证据表明，血管钙化是一个由多种不同的机制触发的主动调节过程[5]，包括：(1)缺乏钙化的抑制因素；(2)诱导骨形成；(3)细胞死亡；(4)循环中的晶核复合物(如骨重塑时释放的磷酸盐和蛋白质可导致异位钙化)。每一种机制都可引起矿物质代谢异常，钙磷乘积增高，进一步加重了血管钙化。最近研究发现，钙化的动脉粥样硬化病变表达骨基质蛋白，如骨桥素、基质Gla蛋白和骨钙素。这表明血管钙化是一种类似于骨形成的主动调节过程，骨相关蛋白参与了钙化过程[6]。
骨钙素是由成骨细胞和成牙本质细胞特异合成和分泌的一种非胶原蛋白，是构成骨基质的成分之一。绝大部分骨钙素是由成骨细胞、类似成骨细胞的钙化血管细胞分泌的，而正常血管平滑肌细胞分泌量极少。骨钙素的出现，表明表达成骨细胞表现型的细胞在血管钙化的发生过程中起中心作用。现认为骨钙素是成骨细胞最终分化的特异性指标，是反映机体骨代谢变化的灵敏、可靠的标识之一[7]。骨钙素含有3个Gla残基，与羟磷灰石有很高的结合力，所以一旦发生钙沉积，就会结合于沉积的羟磷灰石。本实验证实，高磷可直接促进平滑肌细胞骨钙素表达的增加。Jono等[8]推测，细胞外高磷或细胞钠依赖的磷共同转运体(NPC)水平增高，通过Pit-1(Ⅲ型NPC)的作用使细胞内磷的水平升高。这就触发了促进细胞内钙化过程的机制。高磷使易于钙化的细胞外基质增加。高磷刺激平滑肌细胞核心结合因子(Cbfa-1)及其下游转录靶基因骨钙素的表达。Cbfa-1是成骨细胞分化、骨基质基因表达和骨矿化所必需的成骨细胞特异性转录因子。
控制高磷血症是临床肾脏病工作者所面临的主要难题之一，防止肾衰竭患者出现高磷血症及钙磷乘积的升高，不仅可以延缓继发性甲状旁腺亢进的进展，而且可以降低心血管病变的发生率和死亡率[9]。本实验发现，PFA能有效地抑制血管平滑肌细胞的钙沉积及骨钙素的表达。PFA是一种抗病毒药，可能通过抑制细胞膜NPC的活性，降低细胞内磷的浓度，减少Cbfa-1及其下游转录靶基因骨钙素的表达，从而抑制血管平滑肌细胞的钙化[10]。PFA的这些特点，以及低毒性，可以作为一种新的防治高磷血症相关性病变的治疗措施，但有待于进一步的研究。
[参考文献]
[1]Shigematsu P，Kono T，Satoh K.Phosphate overload accelerates vascular calcium deposition in end-stage renal disease patients[J].Nephrol Dial Transplant,2003,18(Suppl 3):Ⅲ86-Ⅲ89.
[2]Giachelli C M，Speer M Y，Li X ，et al.Regulation of vascular calcification:roles of phosphate and osteopontin[J].Circ Res，2005,96(7):717-722.
[3]Kestenbaum B，Sampson J N，Rudser K D，et al.Serum phosphate levels and mortality risk among people with chronic kidney disease[J].J Am Soc Nephrol，2005，16(2):520-528.
[4]Tonelli M，Sacks F.Relation between serum phosphate level and cardiovascular event rate in people with coronary disease[J] ......
由表3可见，Pi 2.0mmol•L-1组、Pi 2.5mmol•L-1组与Pi 1.5mmol•L-1组相比，培养上清液中骨钙素浓度增加，差异有统计学意义(P-1；M.DNA Marker
图1磷对血管平滑肌细胞骨钙素mRNA表达的影响
图2不同浓度的PFA对骨钙素mRNA表达的影响
表4平滑肌细胞中骨钙素mRNA的表达(x-±s)
Pi及PFA浓度/mmol•L-1OC/GAPDH
由表4可见，高磷促进血管平滑肌细胞骨钙素mRNA的表达(P[4]。随着肾功能减退，磷储留致高磷血症，甲状旁腺激素(PTH)水平增高，1,25(OH)2D3水平下降。慢性肾功能衰竭患者高磷血症与高PTH相关。长期透析的患者，PTH水平的升高与左心室肥大、心血管病及死亡高度相关[3]。血管钙化加重动脉粥样硬化斑块病变，加之左心室肥大、冠脉灌注减少，使心肌梗死发生率和斑块的不稳定性增加；大血管中层钙化使得血管的硬度增加，动脉脉速和脉压差增加，顺应性降低。因此，血管钙化增加了心血管疾病的发生率和死亡率[2]。本实验模拟人体内转移性血管钙化的许多特征，体外研究磷在血管平滑肌细胞钙化中的作用。发现与相当于正常血磷培养基中生长的平滑肌细胞相比，在高磷培养基中生长的平滑肌细胞钙沉积明显增加(P)；且随着时间的延长，钙沉积继续增加。表明高磷可导致培养的牛血管平滑肌细胞钙化，磷以时间和剂量依赖性方式诱导平滑肌细胞钙化。
越来越多的证据表明，血管钙化是一个由多种不同的机制触发的主动调节过程[5]，包括：(1)缺乏钙化的抑制因素；(2)诱导骨形成；(3)细胞死亡；(4)循环中的晶核复合物(如骨重塑时释放的磷酸盐和蛋白质可导致异位钙化)。每一种机制都可引起矿物质代谢异常，钙磷乘积增高，进一步加重了血管钙化。最近研究发现，钙化的动脉粥样硬化病变表达骨基质蛋白，如骨桥素、基质Gla蛋白和骨钙素。这表明血管钙化是一种类似于骨形成的主动调节过程，骨相关蛋白参与了钙化过程[6]。
骨钙素是由成骨细胞和成牙本质细胞特异合成和分泌的一种非胶原蛋白，是构成骨基质的成分之一。绝大部分骨钙素是由成骨细胞、类似成骨细胞的钙化血管细胞分泌的，而正常血管平滑肌细胞分泌量极少。骨钙素的出现，表明表达成骨细胞表现型的细胞在血管钙化的发生过程中起中心作用。现认为骨钙素是成骨细胞最终分化的特异性指标，是反映机体骨代谢变化的灵敏、可靠的标识之一[7]。骨钙素含有3个Gla残基，与羟磷灰石有很高的结合力，所以一旦发生钙沉积，就会结合于沉积的羟磷灰石。本实验证实，高磷可直接促进平滑肌细胞骨钙素表达的增加。Jono等[8]推测，细胞外高磷或细胞钠依赖的磷共同转运体(NPC)水平增高，通过Pit-1(Ⅲ型NPC)的作用使细胞内磷的水平升高。这就触发了促进细胞内钙化过程的机制。高磷使易于钙化的细胞外基质增加。高磷刺激平滑肌细胞核心结合因子(Cbfa-1)及其下游转录靶基因骨钙素的表达。Cbfa-1是成骨细胞分化、骨基质基因表达和骨矿化所必需的成骨细胞特异性转录因子。
控制高磷血症是临床肾脏病工作者所面临的主要难题之一，防止肾衰竭患者出现高磷血症及钙磷乘积的升高，不仅可以延缓继发性甲状旁腺亢进的进展，而且可以降低心血管病变的发生率和死亡率[9]。本实验发现，PFA能有效地抑制血管平滑肌细胞的钙沉积及骨钙素的表达。PFA是一种抗病毒药，可能通过抑制细胞膜NPC的活性，降低细胞内磷的浓度，减少Cbfa-1及其下游转录靶基因骨钙素的表达，从而抑制血管平滑肌细胞的钙化[10]。PFA的这些特点，以及低毒性，可以作为一种新的防治高磷血症相关性病变的治疗措施，但有待于进一步的研究。
[参考文献]
[1]Shigematsu P，Kono T，Satoh K.Phosphate overload accelerates vascular calcium deposition in end-stage renal disease patients[J].Nephrol Dial Transplant,2003,18(Suppl 3):Ⅲ86-Ⅲ89.
[2]Giachelli C M，Speer M Y，Li X ，et al.Regulation of vascular calcification:roles of phosphate and osteopontin[J].Circ Res，2005,96(7):717-722.
[3]Kestenbaum B，Sampson J N，Rudser K D，et al.Serum phosphate levels and mortality risk among people with chronic kidney disease[J].J Am Soc Nephrol，2005，16(2):520-528.
[4]Tonelli M，Sacks F.Relation between serum phosphate level and cardiovascular event rate in people with coronary disease[J] ......
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