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目的:本研究通过β-甘油磷酸盐处理牛主动脉平滑肌细胞,建立细胞水平的体外血管钙化模型,借此观察多种非胶原类骨基质蛋白钙化期间的表达、分泌情况,以及细胞增殖、细胞凋亡/死亡情况,初步探讨其可能的机制。此外,加用氟伐他汀进行干预,观察其对体外血管钙化的影响并探讨可能的作用机制。 方法:(1)第一部分:组织块法原代培养牛主动脉中膜平滑肌细胞。选用8代以内的传代细胞,添加终浓度为10mmol/L β-甘油磷酸盐培养10天诱导钙化;利用Von Kossa染色、茜素红-S染色及检测细胞层钙沉积对钙化进行鉴定,同时观察细胞层碱性磷酸酶活性和培养上清骨钙素含量。(2)第二部分:采用噻唑兰(MTT)比色试验、台盼兰排斥试验观察不同浓度β-甘油磷酸盐对牛主动脉平滑肌细胞增殖的影响,利用流式细胞分析术观察钙化期间细胞凋亡、细胞周期的情况。(3)第三部分:体外血管钙化期间,添加终浓度为10-6、10-7、10-8mol/L氟伐他汀进行干预,检测细胞层钙沉积、碱性磷酸酶活性和培养上清骨钙素含量,观察氟伐他汀对钙化的影响;利用RT-PCR、Western blot方法检测正常培养细胞、钙化组及氟伐他汀治疗组的骨桥蛋白、骨连接素基因、蛋白水平的表达情况。 结果:(1)β-甘油磷酸盐处理10天后,光镜及电镜显示培养细胞出现广泛分布的钙盐沉积,Von Kossa、茜素红-S钙染色均呈阳性,细胞层钙沉积升至正常对照的28.44倍,较实验初增加了293倍(P<0.01),从而证实体外血管钙化模型建立成功。(2)β-甘油磷酸盐能够时间依赖性增加细胞层钙沉积,细胞层碱性磷酸酶活性、培养上清骨钙素含量也随时间的延长而增高,各时间点均高于正常对照(P<0.01);此外,RT-PCR、Western blot证实钙化组的骨桥蛋白mRNA及蛋白表达明显增高,而骨连接素mRNA及蛋旱巨域修斗腕协士学位公义 幻县白表达略有下降。o)p-甘油磷酸盐能以时间、浓度依赖性抑制牛主动脉平滑肌细胞增殖,并且钙化组的MTT光密度值、活细胞计数与正常对照相比,实验第 4天起己有明显差异(HO.01);④ 钙化组的细胞凋亡率随时间的延长而呈增多趋势,并与细胞层钙沉积有相关性(r=0.9,HO.05)。(5)细胞周期分析显示,钙化组G;期细胞略有增加,S期细胞减少,G。M期细胞改变不明显,细胞增殖指数k 下降。(6)氟伐他汀能够剂量依赖性减少细胞层钙沉积,以 10-‘mo l/[。浓度组最为明显,使细胞层钙沉积减少了 27%(HO.05入 门) 应用氟伐他汀后,细胞层碱性磷酸酶活性改变不明显,但培养上清骨钙素含量显著下降(HO.05);RT-PCR、Western blot分别从基因、蛋白水平证实骨桥蛋白表达下降、骨连接素表达增加。 结论:*)卜甘油磷酸盐能在短时间内诱导出牛主动脉平滑肌广泛钙化,是一种良好的体外血管钙化模型。(2)体外血管钙化期间,多种非胶原类骨基质蛋白的表达、分泌发生改变,提示血管钙化类似骨矿化,是一个主动、可调控的过程。(3)体外血管钙化期间,平滑肌细胞增殖明显受抑制,死亡细胞增多,并有少量细胞凋亡,凋亡率与钙化程度相关,提示凋亡可能参与了钙化过程。山 体外血管钙化能够影响细胞周期,使G1期细胞增多,预示成熟、有合成能力的细胞相对增多八5)首次证实氟伐他汀能够减轻体外血管钙化程度,提示氟伐他汀可用于体内血管钙化的治疗。(6)氟伐他汀能够影响非胶原类骨基质蛋白如骨连接素,骨桥蛋白、骨钙素的表达或分泌,可能通过转变细胞表型、影响细胞功能而干预钙化。(7)首次证实卜甘油磷酸盐能够下调骨连接素的表达,提示其诱导钙化的能力可能与之有关。