促红细胞生成素在血管钙化损伤中的作用及其机制研究

Erythropoietin (EPO) is described as an endogenous multiple tissue protective factor inhibiting endoplasmic reticulum stress (ER stress) and apoptosis. Previously we reported that ER stress-mediated apoptosis contributing to vascular calcification (VC) in rats. Hence, we hypothesized that EPO might inhibit VC by regulating ER stress-mediated apoptosis after binding to erythropoietin receptor (EPOR). To confirm the hypothesis, the following mentioned contents should be investigated. Firstly, to detect the changes of EPO/EPOR levels induced by VC then observe the role of EPO in VC. Secondly, to elucidate inhibition of ER stress-mediated apoptosis is the mechanism of EPO protecting against VC and determine key molecules and pathways of EPO inhibiting ER stress after binding to EPOR. Thirdly, the role of three ER stress pathways in VC will be investigated by interfering the three ER stress pathways, respectively. This study will certainly confirm that EPO as an endogenous protective factor in VC and provide a novel target for VC prevention and treatment.

内源性多组织保护因子促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)具有抑制内质网应激与抗凋亡的作用。我们前期研究发现内质网应激介导的细胞凋亡参与大鼠血管钙化的发生，因此我们提出假说，EPO与其受体促红细胞生成素受体(erythropoietin receptor, EPOR)结合后，通过抑制内质网应激介导的细胞凋亡抑制血管钙化，并深入探讨其分子机制。针对该假说，本项目拟研究并论证：①血管钙化对EPO/EPOR表达水平的影响及EPO在血管钙化损伤中的作用；②明确EPO抑制内质网应激介导的细胞凋亡是其抑制血管钙化的作用机制，并探讨EPO抑制内质网应激的受体后信号转导通路；③通过对内质网应激三条主要信号通路进行干预，进一步阐明EPO抑制血管钙化过程中具体的内质网应激信号通路。本研究拟证实EPO是血管钙化损伤的内源性保护因子，为预防和治疗血管钙化的发生发展提供一个新的防治靶标。

血管钙化是指钙盐在血管壁的异常沉积，内质网应激、凋亡、氧化应激等参与了血管钙化的发生。寻找抑制血管钙化的内源性保护物质已成为抑制血管钙化的重要策略之一。为此我们开展了以下探索性研究：.一、研究促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)是血管钙化的内源性保护物质。通过研究我们发现：1. 大鼠动脉组织存在EPO受体的蛋白表达，且慢性肾病大鼠钙化动脉中EPO受体蛋白表达增加；2. 在体和离体研究发现EPO具有抑制血管钙化的作用；3. EPO可通过抑制内质网应激介导的细胞凋亡减轻血管钙化；4.激活的转录因子4介导了EPO抑制减轻平滑肌细胞钙化的作用；5. EPO通过受体后JAK2/STAT5信号通路抑制内质网应激进而减轻平滑肌细胞钙化。从而得出结论：EPO通过JAK2/STAT5通路抑制内质网应激、减少凋亡，从而抑制血管钙化。.二、研究内源性活性肽Intermedin (IMD)抑制血管钙化的作用机制。通过制备慢性肾病大鼠血管钙化模型，发现IMD对血管钙化具有抑制作用。钙化动脉中-klotho蛋白表达降低，IMD可增加钙化动脉和钙化平滑肌细胞中klotho蛋白表达水平。敲低klotho后，IMD抑制平滑肌细胞钙化的作用被阻断。敲低降钙素受体样受体或受体活性修饰蛋白3或采用PKA阻断剂H89预孵育可阻断IMD抑制血管钙化的作用，证实IMD通过受体复合物及受体后PKA通路，上调klotho，进而减轻血管钙化。上述研究结果进一步丰富了肾衰后血管钙化的发生机制，为临床防治血管钙化提供新的思路和靶点。.三、研究内源性microRNA的心血管疾病损伤中的作用。近年研究发现，microRNA在控制内皮组织稳态方面起着关键作用。氧化应激所致内皮损伤和血管钙化参与了多种心血管疾病的发生发展。将miRNA agomir和Smad4的表达载体转染人脐静脉内皮细胞，miR125b-5p agomir处理可显著降低H2O2诱导氧化应激所致细胞凋亡率和坏死率。miR125b-5p负调控SMAD4的表达。此外，较单独转染miR125b-5p相比，同时过表达miR125b-5p和SMAD4时细胞凋亡率和坏死率增加。上述研究结果首次证实miR125b-5p通过负调控SMAD4减少H2O2诱导的氧化应激损伤，提示miR125b-5p具有防止氧化应激相关疾病损伤的治疗潜力。