高尿酸血症诱导血管钙化的机制研究

Vascular calcification is the important risk factor of cardiovascular events. Hyperuricemia as an independent risk factor for cardiovascular disease, closely related with the occurrence and development of atherosclerosis, but the mechanism is not clear. Runx2 is the necessary factors of oxidative stress induced vascular calcification and is regulated by AKT activation. We have first found flaky calcification appeared in the middle vascular wall after hyperuricemia lasting 8 weeks; high uric acid promotes oxidative stress. This response was associated with an increased expression of AKT-mediated Runx2. The result prompts that hyperuricemia induced vascular calcification by the activation of AKT/Runx2 signalling pathway. Furthermore, the regulation of high uric acid (UoxTRE )mice model and VSMCs was used to study whether hyperuricemia regulates oxidative stress-induced VSMC calcification through AKT/FOXO axis-mediated induction of Runx2, then to provide new ideas for the prevention and treatment of cardiovascular disease.

血管钙化是导致心血管事件的重要危险因子。高尿酸血症作为心血管疾病的独立危险因素，与动脉粥样硬化等心血管疾病密切相关，然机制不清。Runx2是氧化应激诱导血管钙化的必要因素，其表达受AKT/FOXO调节。我们的预实验结果发现，高尿酸血症持续8周，Wistar大鼠血管中层见片状钙化斑；高浓度尿酸刺激平滑肌细胞14天，氧化应激增强，AKT的磷酸化和Runx2表达均明显增加。在此基础上提出科学假说：高尿酸血症可能通过AKT/Runx2信号通路参与血管钙化。本项目拟（1）应用尿酸氧化酶基因敲除的可控性高尿酸血症小鼠及原代大鼠主动脉平滑肌细胞/人平滑肌细胞株，明确高浓度尿酸诱导的氧化应激对血管钙化的影响（2）应用RNA干扰、荧光素酶报告基因及CHIP等技术，在细胞水平探讨高浓度尿酸是否通过AKT/Runx2相关信号通路诱导血管钙化。该研究将揭示新的血管钙化发生机制，为心血管疾病防治提供新的策略和靶点。

血管钙化是导致心血管事件的重要危险因子。高尿酸血症作为血管疾病的独立危险因素，与动脉粥样硬化等心血管疾病密切相关，然而机制不清。课题组首次在Wistar大鼠高尿酸血症模型发现，高尿酸血症持续8周，大鼠血管中层见片状钙化斑块，高浓度尿酸刺激平滑肌细胞氧化应激增强，在此基础上，本项目就高尿酸血症对血管钙化的影响及机制进行探讨。实验包括两部分，整体动物水平：选取两个周龄（8-10周、16-18周）的尿酸氧化酶基因敲除的自发高尿酸血症小鼠，麻醉处死，分离检测其血清生化指标、DHE染色检测血管氧化应激情况，Real-time PCR检测血管成骨样分化的情况。结果发现，高尿酸血症小鼠血管氧化应激增强；与野生型小鼠相比，其成骨样分化标志物BMP2、OPN mRNA水平增加无统计学意义，但表现出增加的趋势，且随着年龄增加，成骨样标志物增加更明显。平滑肌细胞标志物SM22α 、α-SMA mRNA水平无明显改变。离体细胞水平：分离培养大鼠主动脉平滑肌细胞，给或不给成骨诱导剂的同时，给予不同浓度尿酸（0、200、400、800μmol/L）刺激。结果显示，在普通培养基条件下，不同浓度的尿酸可诱导VSMC增殖，高浓度尿酸（800 μmol/L）可诱导成骨样细胞标志物Runx2、BMP-2、OPN 的mRNA表达增加，但茜素红染色未见矿化结节。提示尿酸有诱导大鼠原代胸主动脉VSMC向成骨样细胞分化的趋势。在成骨诱导剂存在时，不同浓度的尿酸（400、800 μmol/L）可明显促进成骨样细胞标志物Runx2、BMP-2、OPN 的mRNA表达增加，茜素红染色可见钙盐沉积。进一步机制研究发现，给予wnt信号通路的抑制剂可抑制800 μmol/L尿酸诱导的血管平滑肌细胞成骨样变该结果表明，高尿酸部分通过激活Wnt/β-catenin通路促进血管平滑肌细胞向成骨样细胞分化。该研究揭示了新的血管钙化的发生机制，为心血管疾病防治提供新的策略和靶点。