BMP4在高磷诱导内皮细胞凋亡中的作用及分子机制研究

高血磷是导致慢性肾脏病（CKD）患者心血管疾病（CVD）高发病率和高死亡率的独立危险因素。但高磷引起心血管损伤的分子机制不明。我们前期通过基因芯片筛选出高磷环境下内皮细胞差异表达的基因，通过基因信息学系统分析及验证发现：高磷诱导1）BMP4过表达；2）内皮细胞凋亡；3）JNK MAPK信号通路激活。据此我们推断：高磷诱导BMP4过表达致内皮细胞凋亡主要通过JNK MAPK信号通路。为验证该推断，本研究拟建立高磷细胞模型，通过加入信号通路抑制剂及siRNA干扰的方法，研究BMP4与内皮细胞凋亡及其与JNK通路的关系；之后建立高磷大鼠模型，通过主动脉环实验评估高磷对内皮功能的影响；利用siRNA干扰等技术研究体内高磷环境下BMP4与内皮细胞凋亡及其与JNK 通路的关系。本研究不仅深化了高磷诱导内皮细胞损伤分子机制的认识，还为下一步设计药物干预高磷相关CVD提供新的潜在分子靶点。

高血磷是导致慢性肾脏病（CKD）患者心血管疾病（CVD）高发病率和高死亡率的独立危险因素。但高磷引起心血管损伤的分子机制不明。我们前期通过基因芯片筛选出高磷环境下内皮细胞差异表达的基因，通过基因信息学系统分析及验证发现：高磷诱导1）BMP4过表达；2）内皮细胞凋亡；3）JNK MAPK 信号通路激活。据此我们推断：高磷诱导BMP4 过表达致内皮细胞凋亡主要通过JNK MAPK 信号通路。为验证该推断，本研究拟建立高磷细胞模型，通过加入信号通路抑制剂及siRNA 干扰的方法，研究BMP4 与内皮细胞凋亡及其与JNK通路的关系。.我们首先用不同磷浓度的细胞培养液培养HUVEC，结果发现高磷环境（3.0mmol/L）下内皮细胞凋亡明显多于正常磷浓度（1.0mmol/L）。高磷环境下BMP4蛋白表达减少，mRNA表达增加；我们还进一步验证了高磷环境下HUVEC的MAPK通路激活情况，结果发现高磷能激活ERK通路，但对p-38和JNK通路激活未产生影响；BMP4 蛋白和ERK抑制剂U0126预处理后HUVEC细胞凋亡明显减少。加入ERK抑制剂U0126后BMP4蛋白及mRNA表达均增加。人重组BMP4蛋白的预刺激不影响高磷环境下ERK通路激活。.我们原计划中使用siRNA干扰技术抑制BMP4 表达来明确其在内皮细胞凋亡中的作用，但是实际实验中我们观察到BMP4 的蛋白表达在高磷环境下是减少的，所以我们调整为使用人重组BMP4 蛋白的刺激来观察其作用机制。预试验中我们发现JNK通路在高磷环境下表达增强，但是正式实验通过多次验证后发现JNK通路的变化无统计学差异，而ERK通路在高磷环境下被激活，所以后来我们使用ERK通路抑制剂进一步研究ERK通路在高磷诱导的内皮细胞凋亡中的作用。 .我们的研究首次阐明了高磷环境下内皮细胞BMP4 的表达和MAPK通路激活的关系， 既往有文献已经明确高磷影响内皮细胞凋亡，但BMP4在不同刺激下有时发挥促凋亡作用，有时发挥抗凋亡作用，我们认为这和细胞类型以及刺激的条件有很大关系。MAPK通路的激活在很多情况下都参与细胞凋亡。我们的研究发现ERK通路在高磷环境下可以通过调控BMP4 来调节细胞凋亡，这和既往研究结果一致。