外周血管平滑肌细胞基因表达差异揭示UNC5B在慢性肾病合并严重肢体缺血钙化中的特异性作用

《Clinical and Experimental Nephrology》：Differential gene expression in peripheral vascular smooth muscle cells of patients with peripheral artery disease

本研究针对慢性肾病(CKD)合并严重肢体缺血(CLI)患者外周血管钙化机制不清的问题，通过对比病理外周血管平滑肌细胞(VSMC)与正常主动脉VSMC在高磷条件下的转录组差异，发现Netrin-1受体UNC5B在病理外周VSMC中特异性高表达。研究首次揭示UNC5B可能成为外周血管钙化的特异性治疗靶点，为开发靶向药物提供新方向。

　　

在慢性肾脏病(CKD)患者群体中，外周动脉疾病(PAD)往往会导致灾难性后果——严重肢体缺血(CLI)，最终不得不接受截肢手术。更令人困扰的是，血管钙化在这一过程中扮演着加速器的角色，它不仅加重病情，还显著增加了血管内支架治疗后再狭窄的风险。然而令人惊讶的是，尽管血管平滑肌细胞(VSMC)在血管钙化中的核心作用已得到公认，但绝大多数研究都聚焦于冠状动脉、颈动脉等大血管，而对于真正导致肢体缺血的外周小血管却关注甚少。

这种研究空白的存在使得临床医生在面对PAD患者时往往束手无策，只能依赖机械性的介入治疗手段。如果能够揭示外周VSMC在病理状态下的分子特征，或许能为开发新型药物治疗策略打开突破口。正是基于这一临床需求，来自首尔大学医院的研究团队开展了这项探索性研究，相关成果发表在《Clinical and Experimental Nephrology》期刊上。

研究团队采用了几项关键技术方法：从6名CKD合并CLI的截肢患者胫后动脉分离病理外周VSMC，以商品化正常人主动脉VSMC为对照；通过高磷酸盐培养基(3 mM Na₂HPO₄/NaH₂PO₄)诱导钙化模型，培养10天；使用mRNA测序技术进行全转录组分析；通过生物信息学工具(ExDEGA、GSEA)筛选差异表达基因(DEGs)；采用实时定量PCR验证关键基因表达。

DEG identification

研究人员首先检测了VSMC表型标志物的表达变化。令人意外的是，与预期相反，四个收缩表型基因(ACTA2、CALD1、CNN1、TAGLN)仅在正常主动脉VSMC中随钙化刺激上调，而病理外周VSMC中无显著变化或下降。合成表型基因(ICAM1、SPP1、MMP3、TIMP1)在所有样本中均无显著上调或出现下降。这一发现提示病理外周VSMC可能已失去对钙化刺激的正常应答能力。

全转录组分析显示，两组细胞对钙化刺激的基因表达谱存在明显差异。发现SERTAD4和ITGA11在两个群体中均一致上调超过2倍。更有意义的是，当放宽筛选标准至1.5倍变化时，发现UNC5B在病理外周VSMC中特异性高表达，而在正常主动脉VSMC中却下调，呈现完全相反的表达模式。

Heatmap generation and clustering analysis

热图和聚类分析直观展示了这种差异：正常主动脉VSMC在钙化条件下基因表达呈现全局性变化，而病理外周VSMC的反应模式截然不同。

Gene plot analysis

基因图谱分析清晰展示了9个候选基因在不同样本中的表达模式，其中UNC5B的表达差异最为显著。

Gene set enrichment analysis(GSEA)

基因集富集分析发现，仅在普通培养基条件下富集到5个与核糖体和内质网蛋白合成相关的基因集，钙化条件下无显著富集基因集，提示高磷环境可能破坏了细胞的基本翻译机制。

实时定量PCR验证进一步确认了UNC5B在病理外周VSMC中的特异性高表达。

研究结论指出，病理外周VSMC与正常主动脉VSMC在钙化条件下表现出截然不同的转录组特征。UNC5B作为Netrin-1受体，在血管生物学中主要参与血管生成调控，但其在血管钙化中的作用尚未明确。本研究发现UNC5B在病理状态下特异性高表达，提示它可能成为外周血管钙化的特异性治疗靶点。同时鉴定出的SERTAD4、ITGA11等基因也可能参与这一过程。

这项研究的重大意义在于首次系统揭示了外周VSMC在钙化过程中的独特分子特征，突破了传统血管钙化研究集中于大血管的局限。UNC5B的发现为开发针对外周动脉疾病的靶向治疗提供了新思路，未来可能通过调控这一靶点来延缓或阻止CKD患者外周血管钙化的进展。尽管研究存在样本量有限、缺乏同源对照等局限性，但它为这一重要临床问题的基础研究开辟了新方向。