RAGE调控平滑肌细胞wnt/beta-catenin信号通路促进糖尿病动脉中膜钙化的机制

Medial aterial calcification（MAC） is associated with elevated risk of cardiovascular morbidity and mortality in diabetes mellitus. Our preliminary studies have shown: （1）RAGE and its downstream signaling activated by advanced glycation end-products accelerate calcification of smooth muscle cell, and Wnt/?-catenin signaling plays a pivot role in the process;（2）Strong positive expression of RAGE and ?-catenin in smooth muscle cell locates at the calcium deposition area of arterial medial in diabetes mellitus. Therefore we hypothesize that ?-catenin regulated by RAGE induces smooth muscle cell calcification. Based on previous studies we will perform the following experiments: (1) To test whether smooth muscle cell calcification and ?-catenin signaling is regulated by RAGE?(2) To elucidate the mechanism of RAGE regulating the ?-catenin at the levels of transcription and post-transcription.(3) To detect the MAC and its ralated molecules expression in diabetic arterial calcification model. (4) To verify the above mechanisms through detecting the link between pathological and molecular changes in clinical specimens. This study will provide new clues to clarify the molecular mechanisms of RAGE in the initiation and progression of diabetes MAC, and will provide a new theoretical basis for its initiation and progression.

动脉中膜钙化（MAC）与糖尿病患者主要心血管并发症及死亡率升高密切相关。我们前期研究显示：糖尿病代谢终末产物（AGEs）激活RAGE及其下游信号促进了平滑肌细胞钙化的发生，而Wnt/?-catenin信号可能在其中起着极其重要的作用。同时也发现糖尿病动脉中膜钙沉积区平滑肌细胞（SMC）RAGE和?-catenin的表达呈强阳性，因此我们推测RAGE可能通过调控SMC中?-catenin诱导了MAC。在前期研究的基础上，我们拟进行：(1)了解RAGE是否调控了SMC的?-catenin信号和钙化。(2)从转录水平和翻译后水平确立RAGE调控?-catenin的机制。(3)阻断RAGE后,糖尿病动脉钙化模型MAC的情况及相关分子的表达。(4)收集病变动脉，通过临床标本进一步验证上述机制。本研究将为阐明RAGE在糖尿病MAC发生发展中的分子机制提供新的线索，为其预防和治疗提供更充分的理论依据。

动脉中膜钙化（MAC）与糖尿病患者主要心血管并发症及死亡率升高密切相关，目前缺乏有效防治措施。本课题运用人主动脉平滑肌细胞及糖尿病血管钙化大鼠、小鼠模型，研究表明：糖尿病代谢终末产物（AGEs）促进动脉平滑肌细胞钙化的发生；分别构建RAGE-cDNA、RAGE-shRNA稳定表达的HASMCs细胞系、RAGE基因沉默糖尿病小鼠模型进而证实AGEs主要是通过与细胞表面分子免疫球蛋白RAGE以受体-配体结合方式进而激活诱导动脉平滑肌细胞钙化的发生。在体外、体内实验中，分别发现Wnt/β-catenin信号通路、PTEN信号通路、PI3K/AKT信号通路、ERK信号通路、P38 MAPK信号通路均在AGEs/RAGE轴诱导动脉平滑肌细胞钙化的发生过程中起正向调节作用；而GSK-3β信号通路在AGEs/RAGE轴诱导动脉平滑肌细胞钙化的发生过程中起负向调节作用；JNK信号通路在AGEs/RAGE轴诱导动脉平滑肌细胞钙化的发生过程中作用不明显。同时在本项目研究过程中，我们发现较低浓度AGEs（<10mg/L）促进HASMC增殖、低-中浓度AGEs（<20mg/L）促进HASMC迁移、高浓度AGEs（>50mg/L）诱导HASMC凋亡；糖尿病动脉粥样硬化患者的sDPP4血清水平明显增高，在我们研究中发现DPP4可以通过激活MAPK信号通路以增加成骨相关蛋白的表达，从而促使细胞表型的转换和动脉粥样硬化。本研究阐明了糖尿病MAC发生发展中AGEs/RAGE轴扮演了极其重要角色，且在体内外证实了该方向的分子机制，为预防和治疗糖尿病血管钙化提供更新的线索及充分的理论依据，具有重要的临床意义。