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研究背景和目的血管钙化(Vascular calcification)作为心血管事件的独立危险因素广泛存在于慢性肾脏病及糖尿病患者中,是该疾病人群心血管事件高发的重要因素之一。外核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶1(Ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1,ENPP1)是一种II型跨膜糖蛋白,通过水解生成焦磷酸(PPi),在软组织异位钙化中起重要作用,但是其在慢性肾脏病及糖尿病患者的血管钙化发生过程中是否起作用仍不清楚。终末期糖基化终产物(Advanced glycation end products,AGEs)作为两者疾病均广泛存在的一种毒素,可能在血管钙化中扮演了重要角色。本研究旨在了解AGEs在诱导血管钙化过程中与ENPP1的相互作用关系,以进一步探讨血管钙化的发生机制。方法(1)通过高糖加牛血清白蛋白的方法孵育AGEs,并用CCK-8试剂盒检测AGEs对体外培养的人主动脉平滑肌细胞系(human aortic smooth muscle cells,HASMCs)的细胞活力的影响。(2)将HASMCs用β-GP单独或者在AGEs存在的条件下处理细胞,用Western blot法检测成骨转录相关指标RUNX2及BMP2的表达,并使用茜素红S染色及钙定量对细胞内钙盐沉积进行检测。(3)在钙化诱导的条件下,使用不同浓度AGEs分别干预细胞24、48、72小时,RT-qPCR及Western blot法检测ENPP1表达情况。(4)使用Western blot法检测AGEs诱导钙化过程中是否涉及自噬水平的变化,并利用自噬抑制剂氯喹和自噬激动剂雷帕霉素调节细胞内自噬水平,检测自噬是否参与了AGEs介导的ENPP1调节及血管钙化的发生。(5)使用DCFH-DA探针以及MitoSOXTM法检测细胞内的ROS基础水平以及AGEs诱导钙化过程中是否涉及胞内ROS水平的变化,并利用抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸降低细胞内ROS水平,检测胞内活性氧是否参与了AGEs介导的ENPP1调节及血管钙化的发生。结果(1)不同浓度的AGEs(50-800μg/ml)在钙化条件下处理HASMCs细胞24-72小时对其细胞活力无明显影响。(2)与空白对照组相比,β-GP可明显诱导HASMCs细胞内RUNX2与BMP2表达的上调,茜素红和钙定量也明显上调,而AGEs明显加重了该过程。(3)不同浓度AGEs干预HASMCs24小时后,ENPP1表达随AGEs浓度不同浓度呈剂量依赖性递增的趋势;而200μg/ml AGEs作用于细胞12、24、48、72小时后,ENPP1随处理时间增加也呈现一个时间依赖性递增的趋势。(4)AGEs在促进成骨转录的过程中激活细胞内自噬水平,使用氯喹抑制自噬后,可以降低ENPP1的表达并加重AGEs的促钙化效应;而雷帕霉素可以部分改善AGEs的促钙化效应,并上调ENPP1的表达。(5)AGEs在促钙化的过程中明显上调细胞内氧化应激水平,抑制该水平可以上调ENPP1表达,并部分缓解AGEs的促钙化效应。结论1.AGEs可以加速HASMCs的血管钙化过程。2.AGEs促钙化过程中涉及ENPP1的表达上调。3.AGEs诱导的自噬及氧化应激参与血管钙化及ENPP1的表达调节。