维生素D缺乏对CKD患者血管内皮细胞功能的影响及机制研究

Chronic kidney disease (CKD) is a worldwide public health problem with growing prevalence and cardiovascular events being a common complication and the leading cause of death. Previous studies demonstrated that vitamin D deficiency and vascular endothelial dysfunction are presented even in the early stages of CKD, and they both are independent risk factors for cardiovascular morbidity and mortality. Recently, several studies suggested an effect of vitamin D deficiency on endothelial dysfunction in both dialysis and non-dialysis CKD patients, however, the exact mechanism involved in this process remains to be elucidated. It is reported that inflammatory cytokines can mediate endothelial cell injury through the activation of NF-κB signaling pathway, and vitamin D has anti-inflammatory effects. Based on these findings, the present study aims to investigate the association between hypovitaminosis D and biomarkers of endothelial dysfunction (flow-mediated dilation, vascular cell adhesion molecule and E-selectin) in Chinese non-dialysis CKD patients. The possible mechanisms involved in this process will also be studied through observing whether or not vitamin D can inhibit TNF-α induced NF-κB activation as well as VCAM and E-selectin expression in cultured human umbilical vein endothelial cells (HUVECs).

慢性肾脏病（CKD）的发病率逐年上升，已成为威胁人类健康的重大疾病。心血管事件是CKD的常见并发症和主要死亡原因，降低心血管事件发生率是改善CKD预后的关键。在CKD早期即存在维生素D缺乏和血管内皮细胞功能异常，两者均是心血管事件发生率和死亡率的独立危险因素。国外研究显示在透析及非透析的CKD患者维生素D缺乏均与内皮细胞功能异常相关，然而其具体机制尚不清楚。炎症因子可通过激活NF-κB信号通路介导内皮细胞损伤，维生素D具有抗炎效应，可抑制NF-κB信号通路。介于此，本项目采用血流介导的血管舒张功能（FMD）、血管细胞粘附分子（VCAM）和E-选择素作为反应血管内皮细胞受损的指标，旨在观察国人非透析CKD患者维生素D缺乏与血管内皮细胞功能之间的关系，同时体外观察维生素D对炎症因子TNF-α诱导的NF-κB信号通路的影响，以探讨其影响内皮细胞功能的可能机制。

心血管事件是慢性肾脏病（CKD）的常见并发症和主要死亡原因，预防和减少心血管事件是提高患者生活质量、降低病死率的关键。维生素D缺乏是CKD心血管事件的重要危险因素，然而其具体机制尚不清楚。目前认为血管内皮细胞功能异常是各种危险因素导致心血管疾病的中枢环节。本研究以血流介导的血管舒张功能（FMD）、血管细胞黏附分子（VCAM）和E-选择素（E-selectin）作为内皮细胞功能标志物，观察了国人非透析CKD患者维生素D水平与内皮细胞功能的关系，并通过体外实验探讨了维生素D影响内皮细胞功能的机制。我们发现CKD患者普遍存在维生素D缺乏，GFR降低、BMI升高和低蛋白血症是影响维生素D水平的独立危险因素。维生素D降低与肱动脉FMD降低、血E-selectin 和VCAM升高独立相关，补充维生素D可升高FMD、降低VCAM和E-selectin，从而改善内皮细胞功能。体外实验发现人脐静脉内皮细胞（HUVECs）VCAM及E-selectin的表达可被TNF-α上调，而NF-κB抑制剂SN50可明显抑制这一效应，证实NF-κB信号通路在TNF-α诱导的内皮细胞活化中起重要作用；1,25-二羟维生素D3（1,25(OH)2D3）预处理后，HUVECs粘附分子表达显著下降，提示1,25(OH)2D3对TNF-α诱导的内皮细胞活化有抑制作用。进一步的研究发现，1,25(OH)2D3可有效遏制TNF-α诱导的HUVECs 磷酸化I-κBα和磷酸化NF-κB p65产生，另外免疫荧光显示1,25(OH)2D3对NF-κB p65亚基的核转运也有抑制作用，应用染色质免疫沉淀技术，我们发现1,25(OH)2D3可阻断NF-κB p65亚基与VCAM及E-selectin启动子的结合，从而抑制其表达。维生素D受体（VDR）干扰RNA转染细胞后1,25(OH)2D3的上述效应减弱。免疫共沉淀显示1,25(OH)2D3还可增加HUVECs VDR表达，促进 NF-κB p65亚基与VDR结合，从而抑制其与靶基因启动子结合。即1,25(OH)2D3可通过抑制NF-κB信号通路的各个环节来抑制TNF-α诱导的HUVECs活化，此效应依赖于VDR。鉴于内皮细胞活化在CKD患者心血管疾病发生发展中的重要意义，维生素D对内皮细胞活化的保护作用可能成为预防及治疗心血管疾病的新靶点。