AGEs/RAGE信号启动糖尿病动脉粥样硬化内膜钙化机制研究

血管钙化是一复杂病理过程，多见于糖尿病、动脉粥样硬化、慢性肾病等，申请者已有结果显示糖基化终产物/受体（AGEs/RAGE）信号可促进糖尿病血管钙化，但机制仍不明确，本项目拟复制apoE敲除小鼠糖尿病动脉粥样硬化钙化模型,通过构建pAdxsi-RAGE-shRNA病毒载体行体内转染，动态观察AGEs/RAGE信号与斑块内钙化表型的关系以及钙化分子表型与钙盐沉积在加速性动脉粥样硬化进展中的变化；进而采用Transwell细胞间接共培养系统与凋亡小体直接共培养系统，通过信号转导途径的激动与阻断，观察钙化启动信号在血管壁内皮细胞、巨噬细胞和平滑肌细胞间的传递，以期证实糖基化终产物/受体-氧化低密度脂蛋白-内质网应激-凋亡-钙化的级联反应启动糖尿病动脉粥样硬化内膜钙化这一假说，为探寻糖尿病血管并发症靶向机制的治疗策略提供依据。

动脉粥样硬化状态下的大中动脉血管钙化是引起糖尿病患者心血管事件的独立危险因素，本课题组研究发现AGEs/RAGE信号可启动糖尿病动脉粥样硬化内膜钙化，为探究机制本项目提出AGEs/RAGE-oxLDL-ERS-apoptosis-calcification级联反应启动糖尿病动脉粥样硬化内膜钙化假说。构建糖尿病apoE-/-小鼠动脉粥样硬化钙化模型及高脂凋亡共存环境主动脉平滑肌细胞钙化模型两个平台观CML对动脉粥样硬化钙化进展的影响及机制，结果显示STZ-CML-HFD联合处理可诱导apoE-/-小鼠形成糖尿病动脉粥样硬化钙化，在巨噬细胞源性泡沫细胞中可通过CML/RAGE→Lipid accumulation → PERK-eIF2α-ATF4- CHOP→Caspase-3通路诱发凋亡。并且在高脂与凋亡共存环境中，CML显著促进平滑肌细胞钙盐沉积与成骨分化，且成骨分化先于钙沉积的发生，实验证实CML/RAGE→p38MAPK→ cbfα1→ALP途径诱导钙化级联反应的跨细胞传递。在原项目基础上，通过糖尿病大鼠钙化模型及平滑肌细胞钙化模型，证实糖尿病血管钙化大鼠主动脉内氧化应激相关指标MDA含量升高，而Cu/Zn SOD活性明显降低。且在平滑肌细胞钙化模型发现RAGE抗体以及ROS抑制剂可抑制AGEs的促钙化效应。因此进一步完善CML/RAGE→NADPH oxidase→ROS→p38MAPK→ cbfα1→ALP这一跨细胞传递级联反应内在机制。此外为进一步通过影像学手段观察AGEs在血管钙化发生发展中作用，利用AGEs主要抗原活性成分CML合成AGEs分子探针，结果表明合成的放射性CML小肽可作为低分子量AGEs的一种代表模型。因此18F-CML具有动态观察动脉血管钙化过程的可行性。.综上所述，本项目除按照任务计划书完成应有的研究外，基于原有的研究发现新增部分研究内容，得出以下结论：1.在巨噬细胞源性泡沫细胞中可通过CML/RAGE→Lipid accumulation → PERK-eIF2α-ATF4- CHOP→Caspase-3通路诱发凋亡，在平滑细胞中通过CML/RAGE→ROS→p38MAPK→cbfα1→ALP途径诱导钙化级联反应促进血管钙化。2.糖基化终产物分子影像探针18F-CML放化合成纯度高，体内稳定性好，可作为CML小肽的研究模型。