盘点：近期血管疾病中平滑肌细胞功能研究一览

【1】 Kidney Int：Intermedin上调a-klotho减轻慢性肾病大鼠血管钙化

a-klotho缺失参与血管钙化的发病过程。降钙素基因相关肽家族成员Intermedin（IMD）可抑制血管钙化。2016年发表在国际肾脏杂志的一篇研究，探讨心血管保护小肽IMD是否通过调节a-klotho表达从而抑制血管钙化。

5/6肾切除加维生素D3共同诱导慢性肾病大鼠血管钙化模型。在这一动物模型的钙化血管中， IMD表达水平降低，但其作用受体：降钙素受体样受体及受体活性修饰蛋白表达上调。在单纯慢性肾病大鼠血管钙化模型中a-klotho表达显着下调，而IMD处理可逆转这一变化，并抑制血管钙化。细胞实验中，IMD增加钙化血管平滑肌细胞中a-klotho蛋白表达。a-klotho敲低阻断了IMD对血管平滑肌细胞向成骨样细胞及钙化表型转化的抑制作用。IMD对a-klotho及细胞表型的调节被敲低受体及受体调节蛋白、PKA抑制剂H89所阻断。

总之，IMD通过受体及受体后PKA信号通路上调a-klotho，从而减轻血管钙化。

（文章详见--Kidney Int：Intermedin上调a-klotho减轻慢性肾病大鼠血管钙化）

【2】 Nat Med：OCT4在平滑肌细胞中激活具有抗动脉粥样硬化作用

虽然已经报道了胚胎干细胞（ESC）多能性因子OCT4在体细胞中活化，但是此前的工作已经引起争议，并且没有证明OCT4在体细胞中的功能性作用。

日前，来自美国弗吉尼亚大学的学者发表文章于Nature Medicine杂志，为OCT4与动脉粥样硬化研究提供新思路。

研究证明在Apoe敲除小鼠的基础上构建平滑肌细胞条件特异性Oct4基因敲除可导致病变区域面积增加和病变构成发生变化，与斑块稳定性降低的结果一致，包括纤维帽变薄，坏死核面积增加和斑块内出血增加。平滑肌细胞谱系追踪研究的结果表明，这些影响可能是由于受损的平滑肌细胞迁移导致斑块内平滑肌细胞数目显着减少及平滑肌细胞出现于纤维帽。 平滑肌细胞中Oct4的再活化与Oct4启动子的羟甲基化有关，这一过程是依赖缺氧诱导因子-1α（HIF-1α，由HIF1A编码）和Krüppel样因子-4（KLF4）。

研究结果提供了OCT4在体细胞功能作用的第一个直接证据，强调OCT4在正常和患病体细胞中的潜在作用。

（文章详见--Nat Med：OCT4在平滑肌细胞中激活具有抗动脉粥样硬化作用）

【3】CIRC RES：血管重塑的新机制：分化型但可塑的血管平滑肌细胞增殖促进新生内膜形成

血管平滑肌细胞（VSMCs）积聚是动脉粥样硬化和血管损伤的标志。然而，血管疾病时VSMCs的增殖和表型转化的机制尚不清楚，尤其是否所有的VSMCs均有增殖及可塑性，还是个别细胞可转换为多种表型。

近来发表在Circulation research上的一项基础医学研究，旨在评估疾病时的细胞增殖及可塑性是VSMCs的普遍特征或只是细胞亚群的特征。

使用多色谱系标记，我们发现损伤诱导的新生内膜病变和动脉粥样硬化斑块中VSMCs为寡克隆，衍生自少数扩张细胞。谱系追踪也显示个别VSMCs的后代参与了α平滑肌肌动蛋白（αSma）阳性纤维帽和表达Mac3的巨噬细胞样斑块核心细胞。给予VSMC表型标志的共染色进一步鉴定出了aSma + Mac3 +双阳性细胞群，表明这些特异性的斑块细胞是VSMCs来源的。相反，血管损伤后形成的新生内膜中VSMC衍生的细胞通常维持表达VSMCs表型标记物，而Mac3的上调不明显。动脉粥样硬化斑块和损伤诱导的新生内膜中的单色区域不包含表达不同荧光报告蛋白的VSMCs衍生细胞，表明增殖非依赖性VSMCs的迁移不对血管疾病时VSMCs的累积负主要责任。

本研究表明这些较低比例但高可塑性VSMCs的广泛增殖可导致血管损伤后和动脉粥样硬化斑块中的VSMCs积聚。靶向治疗这些过度增殖的VSMCs可以有效地减少血管疾病而不影响血管完整性。

（文章详见--CIRC RES：血管重塑的新机制：分化型但可塑的血管平滑肌细胞增殖促进新生内膜形成）

【4】ATVB：IMD1-53抑制氧化应激从而减轻腹主动脉瘤

氧化应激在腹主动脉瘤的发生发展中起关键作用，而肾上腺髓质素2（IMD）是氧化应激的调节因子。近期发表于血管权威杂志ATVB上的一项报道研究研究肾上腺髓质素2是否通过抑制氧化应激减轻腹主动脉瘤。

在两种腹主动脉瘤模型：血管紧张素II诱导的ApoE - / - 小鼠和CaCl2孵育诱导的C57BL / 6J小鼠中，IMD1-53显着降低了腹主动脉瘤的发生率和腹主主动脉最大直径。超声检查、苏木精伊红染色和VVG染色显示IMD1-53显着减轻血管紧张素II或CaCl2诱导的腹主动脉扩张及弹性板的断裂和紊乱。机制方面，IMD1-53减轻氧化应激、炎症、血管平滑肌细胞凋亡和基质金属蛋白酶的激活。IMD1-53可抑制氧化还原敏感信号通路的激活，减少烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶亚基的mRNA和蛋白质表达，并降低腹主动脉瘤小鼠中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶的活性。Nox4在人腹主动脉瘤节段和血管紧张素II处理的小鼠血管中显着上调， IMD1-53可显着降低其表达。细胞实验中，IMD小干扰RNA处理血管平滑肌细胞显着增强血管紧张素II诱导的活性氧生成，而Nox4小干扰RNA处理显着抑制活性氧。IMD敲低可进一步增加血管平滑肌细胞的凋亡和炎症发生，且Nox4敲低可逆转这一效应。IMD17-47和蛋白激酶A抑制剂H89预孵育抑制IMD1-53的作用，降低Nox4蛋白水平。

本研究提示IMD1-53可以通过抑制氧化应激减轻腹主动脉瘤

（文章详见--ATVB：IMD1-53抑制氧化应激从而减轻腹主动脉瘤）

【5】Circulation：肺动脉高压的治疗靶点：尼克酰胺磷酸核糖转移酶

肺动脉高压是严重的进行性疾病，其标志之一是肺血管重塑。尼克酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT）可以调节细胞内NAD水平和细胞氧化还原状态，调节组蛋白去乙酰化酶，促进细胞增殖和抑制凋亡的细胞因子。我们猜测NAMPT可能促进肺血管重塑，而抑制NAMPT可以减轻肺动脉高压。

检测肺动脉高压患者的肺及其离体肺动脉内皮细胞（PAEC）和肺动脉高压的啮齿动物模型的肺的NAMPT的血浆和mRNA和蛋白质水平。将Nampt +/-小鼠暴露在10％缺氧环境下或室内空气中4周，给予野百合碱和Sugen-缺氧诱导的肺动脉高压模型NAMPT抑制剂，检测抑制NAMPT的预防和治疗效果。在人肺动脉平滑肌细胞（hPASMC）中检测NAMPT对增殖，迁移，凋亡和钙信号传导的影响。

肺动脉高压患者的肺和PAEC以及肺动脉高压啮齿动物模型的肺中，NAMPT的血浆和mRNA和蛋白水平增加。Nampt +/-小鼠免于缺氧介导的肺动脉高压。 NAMPT通过旁分泌作用促进hPASMC增殖。而且，重组NAMPT通过增强Orai2和STIM2的表达增强钙池调控的钙内流刺激hPASMC增殖。最后，抑制NAMPT活性减弱了大鼠的野百合碱和Sugen缺氧诱导的大鼠肺动脉高压。

我们的数据证明NAMPT参与肺血管重塑，抑制它可能是肺动脉高压的潜在治疗靶点。

（文章详见--Circulation：肺动脉高压的治疗靶点：尼克酰胺磷酸核糖转移酶）

【6】Nat Genet：干细胞构建的马凡综合征血管模型可鉴定出平滑肌细胞死亡的关键调控因子

马凡综合征(MFS)是由FBN1突变引起的可遗传结缔组织病，FBN1即编码细胞外基质蛋白原纤蛋白-1。

近来来自剑桥大学的学者发表研究型文章于Nature Genetics，该杂志目前影响因子为31.616。 研究结果为马凡综合征的进一步探索提供了新思路。

为了研究马凡综合征中主动脉瘤的发病机制，我们构建了源自人诱导多能干细胞（MFS-hiPSC）的血管模型。我们的MFS-hiPSC来源的平滑肌细胞体现出马凡主动脉的病理特征，包括原纤蛋白-1聚集、细胞外基质降解、转化生长因子-β（TGF-β）信号、收缩和凋亡等多种缺陷。这些异常可被基于CRISPR技术编辑的FBN1突变而校正。抑制TGF-β信号可逆转异常原纤蛋白-1的积累和基质金属蛋白酶的表达。然而，只有非经典p38信号通路调节血管平滑肌细胞的凋亡，这一病理机制也由Krüppel样因子4（KLF4）调控。这一新模型使我们能够更进一步分析马凡综合征的分子机制，并确定新的治疗靶标（比如p38和KLF4），为新药测试提供一个创新性的人体平台。

（文章详见--Nat Genet：干细胞构建的马凡综合征血管模型可鉴定出平滑肌细胞死亡的关键调控因子）

【7】Circulation：主动脉瓣钙化治疗新靶点：DPP-4

主动脉瓣钙化导致小叶硬度增加，进而导致钙化性主动脉瓣疾病（CAVD）；然而，钙化的分子和细胞机制仍不清楚。本研究中我们确定二肽基肽酶-4（DPP-4，也称为CD26）可增加瓣膜钙化并促进CAVD发展。

本研究使用人和鼠模型（野生型和eNOS - / -小鼠）的主动脉瓣膜组织，从瓣膜尖端分离培养出瓣膜间质细胞和瓣膜内皮细胞，并诱导原代培养的瓣膜间质细胞成骨样分化。检测DPP-4抑制剂对eNOS - / - 小鼠主动脉瓣钙化及瓣膜间质细胞成骨样分化的影响。我们还使用富含胆固醇饮食+维生素D2（每天25，000 IU）处理诱导雄性新西兰兔（重2.5-3.0千克）为钙化性主动脉瓣狭窄。使用超声心动图评价主动脉瓣区域，基线及3周时最大及平均经主动脉压力梯度。 12周后，我们收获心脏并使用免疫组化检测主动脉瓣膜组织。

我们发现人瓣膜内皮细胞中一氧化氮损耗可激活人瓣膜间质细胞中的NF-κB。然后NF-κB促进DPP-4表达， DPP-4继而通过抑制自分泌胰岛素样生长因子-1（IGF-1）信号诱导瓣膜间质细胞的成骨样转化。 抑制DPP-4的酶活性可阻断体外培养的瓣膜间质细胞的成骨样转化，并减轻小鼠模型的主动脉瓣膜钙化。给予兔CAVD模型西他列汀处理可显着改善主动脉瓣区面积变化速率，经主动脉峰值流速和12周最大及平均压力梯度。免疫组化显示西他列汀减少兔主动脉瓣尖端钙沉积。在接受西他列汀治疗的兔子中血浆IGF-1水平显着增加，这一结果符合DPP-4的抑制。

DPP-4通过抑制瓣膜间质细胞中 IGF-1促进主动脉瓣膜钙化，提示DPP-4可以作为抑制CAVD进展的潜在治疗靶点。

（文章详见-- Circulation：主动脉瓣钙化治疗新靶点：DPP-4）

【8】Nat Commun：血管疾病基础研究新进展

血管疾病进展与血管平滑肌细胞的表型转化及功能改变密切相关。血管平滑肌细胞表达收缩基因及由此导致分化，都是受转录因子血清反应因子（serum response factor， SRF）的直接调控。然而，平滑肌细胞表型的动态调节机制目前还不清楚。

来自美国科罗拉多大学的学者发表基础研究文章《核PTEN是SRF依赖性调控平滑肌分化的必需因子》于Nature子刊Nature Communications，深入探讨平滑肌细胞表型转化的新机制。

本研究作者发现脂质及蛋白磷酸酶PTEN在细胞核中的新功能：即作为不可或缺的调节因子参与SRF维持平滑肌细胞分化表型。 PTEN可以与SRF的N端结构域相互作用，并且PTEN-SRF相互作用促进SRF结合在平滑肌细胞分化基因的必需启动子元件上。诱导表型转化的因素可以通过细胞核-细胞质穿梭易位促进核PTEN减少，导致肌原活性的SRF减少，而靶标在增殖基因上的活性SRF增多。总之，作者观察到在人类动脉粥样硬化病变部分的内膜平滑肌细胞中PTEN的表达降低，提示此发现具有潜在的临床意义。