CTRP-3促进血管平滑肌细胞钙化及其分子机制研究

【作者】 周允； 王程； 李丽； 吴立玲；

【机构】 北京大学医学部生理学与病理生理学系；

【摘要】 目的血管钙化是一个与骨发育相似的、主动的、可调控的生物学过程,血管平滑肌细胞(vascularsmooth muscle cells,VSMCs)的表型转换在这个过程中发挥着重要的作用。C1q/TNF相关蛋白3(complement-C1 q TNF-related protein 3,CTRP-3)是2001年发现的主要由脂肪细胞或成纤维细胞分泌的脂肪细胞因子。已有研究表明,CTRP-3能够促进软骨细胞形成,进而促进骨的发育,而CTRP-3能否影响VSMCs的钙化尚未见报道。本研究旨在观察CTRP-3在VSMCs钙化中的作用并探讨其信号转导通路。方法收集人动脉粥样硬化斑块标本,免疫印迹、免疫组化法检测CTRP-3的表达及分布,茜素红染色法检测血管钙化的情况。培养成年大鼠VSMCs,通过检测细胞钙沉积、碱性磷酸酶活性以及茜素红染色观察CTRP-3对VSMCs钙化的影响;RT-PCR检测CTRP-3对骨形态发生蛋白2(bone morphogeneticprotein 2,BMP2)、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)、成骨细胞核心结合因子(core binding factorα1,Cbfα1)、平滑肌肌动蛋白α(smooth muscle-α-actin,sm-α-actin)等mRNA水平的影响;免疫印迹检测CTRP-3对细胞外信号调节激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase 1/2,ERK1/2)磷酸化以及BMP2、Cbfα1表达的影响。结果人动脉粥样硬化斑块中存在大量钙化结节及CTRP-3的共表达,提示CTRP-3与血管钙化之间可能存在内在联系。体外实验进一步发现,CTRP-3呈时间和剂量依赖性促进VSMCs钙化。CTRP-3增加VSMCs碱性磷酸酶活性,细胞内钙沉积及钙结节的形成。CTRP-3刺激细胞不仅可以增加BMP2、OPN、OC、Cbfα1等成骨表型标志物的mRNA表达水平,还可以降低sm-α-actin、sm22α等收缩表型标志物的mRNA表达水平。CTRP-3刺激细胞5 min可以促进ERK1/2磷酸化,刺激24 h可以促进BMP2和Cbfα1的蛋白表达。应用ERK1/2抑制剂PD98059及U0126后,CTRP-3增加VSMCs钙结节形成的作用消失,提示CTRP-3促进VSMCs钙化的作用是通过ERK1/2来介导的。结论 CTRP-3能够促进VSMCs由收缩表型向成骨表型转换,进而促进VSMCs钙化,而这一过程发生可能与ERK1/2的激活有关。更多还原