SphK-1/S1P信号轴调控内皮祖细胞成骨化参与糖尿病血管内膜钙化的机制研究

Arterial intima calcification is very common among the vascular lesions of patients with diabetes, which is one of the major risk factors of the high mortality and morbidity in such patients, but the involved mechanism is still elusive. Data from our previous studies and others showed that the number of differentiated endothelial progenitor cells toward osteocytes and activity of S1P increased under the diabetic environments, such as the accumulation of AGEs. Based on it, a novel mechanism was proposed by us, which was that the signal axis SphK-1/S1P could modulate the differentiation toward osteocytes of EPCs and participate in the pathological arterial intima calcification in diabetes. In order to verify the above mechanism, firstly, we would investigate the promoted differentiation toward osteocytes of EPCs induced by AGEs and the effects of signal axis SphK-1/S1P ex vitro, then prove the participation of such signal axis in diabetic arterial intima calcification by transfusion the EPCs into mice via tain vein using in vivo bioluminescence imaging, histopathologic examination, post-embedding colloidal gold labeling electron microscopy and et al. Such exploration would not only reveal the new mechanism of diabetic arterial intima calcification, but also provide the potential targets for drug discovery and development.

血管内膜钙化普遍存在于糖尿病大血管病变中，是心脑血管疾病高发病率高死亡率的主要独立危险因子，但其发生机制未明。近年以及我们前期研究发现，在糖尿病环境下（如晚期糖基化终产物堆积），成骨表型分化的内皮祖细胞（EPCs）数量以及成骨调控因子S1P的活性增加。为此，我们提出"SphK-1/S1P信号轴可通过调节EPCs成骨化参与糖尿病血管内膜钙化形成" 的新机制。首先，在体外观察晚期糖基化终产物诱导EPCs成骨表型分化以及SphK-1/S1P信号轴在其中的调控作用，再在糖尿病血管内膜钙化小鼠模型上，将体外不同处理的EPCs经小鼠尾静脉回输至模型动物体内，采用小动物活体荧光成像、组织病理和免疫电镜胶体金标记法等技术手段，进一步验证SphK-1/S1P信号轴调节EPCs成骨化参与糖尿病血管内膜的钙化。深入的研究不但有助于揭示糖尿病致血管内膜钙化的新机制，而且会为今后临床治疗药物的筛选和开发提供新靶点。

血管钙化普遍存在于糖尿病大血管病变中，易导致急性血管事件，但其机制尚不清楚。近年的研究以及我们的实验结果显示，糖尿病动脉粥样硬化内膜钙化的患者，存在成骨表型分化的内皮祖细胞（EPCs），以及晚期糖基化终产物（AGEs）可调控成骨调控因子相关信号通路的活性，引起EPCs 功能紊乱。在本课题中我们通过细胞-动物-临床，三个层次探索EPCs参与糖尿病血管钙化的作用机制。得出以下结论：.1、.AGEs组能显著抑制EPCs的增殖、迁移，促进其凋亡，并通过茜红素染色，显示AGEs能促进EPCs骨化；.2、.在AGEs的刺激下晚期EPC的钙化基因表达均显著升高，沉默RAGE后，钙化相关基因表达下降；.3、.在AGEs的刺激下，SPHK1、SPHK2、S1PR2在EPC中的表达均随着AGEs浓度的升高而升高，沉默S1PR2后，钙化基因显著下降；.4、.STZ制备糖尿病小鼠，高脂喂养3个月后，micro-CT扫描结果，显示相对于正常小鼠，模型小鼠主动脉钙化明显；.5、.临床数据显示，冠心病患者EPCs表面VDR表达显著低于对照组，尤其是糖化血红蛋白异常升高患者。EPCs表面VDR表达与糖化血红蛋白浓度呈负相关。.基于此研究，我们提出“AGEs 调控S1P 信号通路和维生素D浓度，诱导EPCs 成骨表型分化，参与糖尿病动脉粥样硬化内膜钙化病变”，与以往只限于研究血管壁细胞参与血管钙化不同，我们更加注重EPCs 在血管钙化中的作用，更加深入的解释糖尿病患者存在内源性修复障碍的同时血管钙化严重的病理特点。深入的研究不但有助于揭示糖尿病致血管钙化的新机制，而且会为今后临床治疗药物的筛选和开发提供新靶点。