SMOC-1调控MAPK信号通路抑制BMP2-SMAD信号在钙化性主动脉瓣膜病变中作用与机制研究

valvular calcification is the common condition leading to deterioration of valve function, the underlying mechanism remains largely unknown. Our previous study showed that only a part of the patients suffered from calcification either in rheumatic or in degenerative aortic valve disease. Nevertheless,BMP2 antagonist SMOC-1 was highly expressed both in rheumatic and degenerative non-calcific aortic valves, indicating that SMOC-1 may be the shared regulating path of differently etiological calcification.In this study, we will investigate how SMOC-1 regulates BMP2-Smad signaling induced osteoblastic differentiation and calcification of valvular interstitial cells obtained from rheumatic and degenerative aortic valve tissues with or without calcification. We will also study the effect of SMOC-1 on high-fat diet induced aortic valve disease in SMOC-1 transgenic and endothelial-knockout mice model，then to confirm the in vitro results. In conclusion, we will explore the detailed molecular regulation of BMP2-Smad singaling by SMOC-1 in rheumatic and degenerative aortic valve disease. We hope our study could provide some new insight for clinical treatment of aortic valvular calcification.

主动脉瓣病变中瓣膜钙化是导致瓣膜功能恶化的主要原因，但其具体机制目前尚不十分清楚。我们发现主动脉瓣膜在两种疾病状态：风湿性和退行性中均表现仅部分病人有瓣膜钙化，而BMP2拮抗剂SMOC-1基因在风湿性和退行性无钙化病变中显著高表达，提示SMOC-1基因可能是不同原因瓣膜钙化的一个共同环节。本研究将通过在不同病因来源的主动脉瓣间质细胞中研究SMOC-1对BMP2-Smad信号介导的成骨分化和钙化的调控作用，并在基因工程小鼠模型上验证体外细胞水平的研究结果，从而阐明SMOC-1的具体调控机制以及该机制是否是风湿性和退行性钙化所共有的。为临床寻找干预瓣膜钙化的分子靶点提供线索。

钙化性主动脉瓣病变是临床主动脉瓣狭窄的主要原因，且缺乏有效预防和治疗方法。近年来的研究表明，钙化性主动脉瓣病变不是一个单纯的退行性过程，而是一个有着活跃分子调控的主动过程。慢性炎症、成骨分化等机制被认为是主要的参与机制。前期本课题组从人体病变的主动脉瓣中筛选出一个新的蛋白分子，SMOC-1，其高表达于病变的瓣膜组织和主动脉瓣内皮细胞，我们推测其可能参与钙化性病变的过程。为了进一步研究其作用，我们构建了SMOC-1腺病毒表达载体。通过体外转染主动脉瓣间质细胞（AVIC），研究了SMOC-1对AVIC生物学功能的影响，结果表明SMOC-1是一种分泌蛋白，不影响AVIC的增殖和迁移，能够促进AVIC的凋亡，与既往文献报道的一致，SMOC-1抑制单纯BMP2诱导的smad1/5磷酸化及下游信号激活。但进一步我们通过高钙培养基诱导AVIC钙化的实验发现，SMOC-1可以显著促进AVIC的钙化，其主要机制为SMOC-1通过与BMP受体2BMPR2结合，促进了钙化过程中的AVIC的p38磷酸化和凋亡。采用p38抑制剂处理AVIC，能够显著逆转Smoc-1介导的钙化。为了证实体内是否也存在同样的机制，我们构建了SMOC-1内皮特异性转基因小鼠模型，并采用维生素D诱导转基因小鼠构建主动脉瓣钙化模型。结果表明：过表达SMOC-1可以促进维生素D诱导的主动脉瓣钙化。我们研究首次阐明了SMOC-1调控BMP2信号的机制，及其通过调控p38和凋亡促进主动脉瓣的钙化。我们研究成果为干预主动脉瓣钙化提供了新的分子信号和靶点。