Front Cardiovasc Med：生长激素释放激素激动剂减轻糖尿病db/db小鼠血管钙化

血管钙化(VC)是一种病理状态，其特征是钙磷在血管系统中异常沉积。动脉中膜钙化是VC最常见的类型，常见于2型糖尿病、动脉粥样硬化和终末期肾病(ESRDS)患者。据报道，在2型糖尿病患者中，VC的患病率高达41.5%，而在终末期肾病患者中，VC的患病率高达27%。动脉中的钙化增加了动脉的僵硬，降低了动脉壁的弹性和顺应性，这可能会增加脉压，心脏后负荷，恶化外周组织灌流和血栓形成。

因此，VC增加了血栓形成、中风、冠状动脉缺血性疾病和斑块破裂的发生率。VC被认为是心血管发病率和死亡率的独立危险因素。

与骨重建一样，VC也是一个活跃的细胞过程，受到多种骨相关蛋白的调节，如碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素、骨桥蛋白、Run相关转录因子2(Runx2)和基质小泡。一些药物，如双磷酸盐，焦磷酸盐类似物，已被证明在实验动物模型中预防或消退VC是有效的。然而，到目前为止，还没有找到有效的药物来治疗或消退与人类疾病相关的VC。

因此，迫切需要开发新的策略来预防或治疗VC。生长激素释放激素(GHRH)是一种下丘脑神经肽，与G蛋白偶联的GHRH受体结合，刺激脑下垂体生长激素(GH)的分泌和合成。除了神经内分泌作用外，GHRH及其受体在不同的外周组织和细胞类型中也有表达，如心肌细胞、血管平滑肌细胞、神经细胞、眼组织和胰腺。下丘脑外GHRH可以调节多种外周细胞和器官的细胞功能，如细胞增殖、分化和存活。在过去的几十年里，我们实验室合成了许多有效的GHRH激动剂。与天然的GHRH相比，这些合成的GHRH类似物更稳定和有效。GHRH类似物MR409对实验性急性心肌梗死、心力衰竭和糖尿病视网膜病变有治疗作用。

最近，有学者报道了MR409可以通过阻断活性氧物种(ROS)/核转录因子(NF)kB途径，在体外抑制血管平滑肌钙化，并在体内抑制护骨剂KO小鼠的VC。然而，KO小鼠的骨保护素并不是一个模仿人类疾病中VC的动物模型。本研究探讨了MR409对糖尿病db/db小鼠VC的治疗作用。

方法和结果：糖尿病小鼠每日皮下注射MR409，连续8周。长期服用MR409可改善糖尿病小鼠的血脂和血管内皮依赖性乙酰胆碱的松弛，并在不影响血清生长激素水平的情况下减少血管结构损伤。超声心动图显示，经MR409治疗后，糖尿病小鼠心脏瓣膜中存在的钙斑消失。MR409通过显著降低成骨调节碱性磷酸酶(ALP)和转录成骨标记基因Runx2的表达，抑制糖尿病小鼠血管钙沉积。MR409还可抑制糖尿病小鼠血管活性氧物质(ROS)的产生，上调抗钙化蛋白Klotho的表达。

图1 MR409对糖尿病db/db小鼠血浆总胆固醇(CH，A)和甘油三酯(TG，B)、空腹血糖(C)、胰岛素耐量(D)、体重(E)和血清生长激素(GH，F)水平的影响。数据表示为Mean±SD，n=6，*p<0.05糖尿病小鼠与WT小鼠，#p<0.05 MR409治疗小鼠与糖尿病小鼠。

图2 用MR409治疗改善糖尿病db/db小鼠的血管形态损伤。苏木精-伊红染色显示主动脉壁厚度，上窗低倍、下窗高倍(A)，马森三色上窗低倍、下窗高倍(C)，油O染色高倍(E)。测量主动脉壁厚度(B)、胶原染色阳性面积(D)和脂类沉积(F)。N=6，*p<0.05糖尿病小鼠与WT小鼠，#p<0.05 MR409治疗小鼠与糖尿病小鼠。

图3用MR409治疗糖尿病db/db小鼠可改善血管内皮细胞对乙酰胆碱(A)的依赖性松弛，并减少主动脉中活性氧物种(ROS)的产生。(2)DHE荧光染色评价的主动脉内氧化荧光强度的代表性图像；(3)平均氧化荧光强度的量化。N=6，*p<0.05糖尿病小鼠与WT小鼠，#p<0.05 MR409治疗小鼠与糖尿病小鼠。

图4 用MR409治疗糖尿病db/db小鼠的心脏瓣膜钙化(A)。用高分辨率多普勒成像系统检测小动物心脏瓣膜钙化情况。代表图像显示心脏瓣膜(A)钙化，心脏瓣膜定量(B)钙化。N=6，*p<0.05糖尿病小鼠与WT小鼠，#p<0.05 MR409治疗小鼠与糖尿病小鼠。

图5 用MR409治疗可减少糖尿病db/db小鼠主动脉根部的钙沉积。Von Kossa上窗低倍、下窗高倍(棕色，A)和茜素红染色，上窗低倍、下窗高倍(暗红，C)的主动脉钙染色的代表性图像，Von Kossa(B)和茜素红(D)对阳性钙染色区域进行定量。N=6，*p<0.05糖尿病小鼠与WT小鼠，#p<0.05 MR409治疗小鼠与糖尿病小鼠。

图6 用MR409治疗可降低糖尿病db/db小鼠血清碱性磷酸酶(ALP)活性(A)，降低ALP(B，D)和Runx2(C，E)的表达。用免疫组织化学方法测定ALP(B)和Runx2(C)的代表性图像，并对ALP(D)和Runx2(E)的阳性染色面积进行定量。N=6，*p<0.05糖尿病小鼠与WT小鼠，#p<0.05 MR409治疗小鼠与糖尿病小鼠。

讨论：GHRH-A MR409可以有效地减轻糖尿病小鼠的VC和心脏瓣膜钙化，保护血管内皮功能障碍和血管损伤，而不显著影响垂体-生长激素轴。其机制可能与上调抗钙化蛋白Klotho、降低血管ROS以及氧化还原敏感的成骨基因Runx2和ALP的表达有关。GHRH-A可能是治疗VC和糖尿病患者相关心血管并发症的一种新的药理学策略。

文献来源：

Ren HL,  Cai R,  Xue R,Growth hormone-releasing hormone agonist attenuates vascular calcification in diabetic db/db mice.Front Cardiovasc Med 2023;10