Calciprotein Particle-Caused Vascular Calcification: The Surprising Role of Endothelial Cells and Potential Therapeutic Breakthroughs

在慢性肾脏病（CKD）患者中，血管钙化（VC）十分常见且与心血管疾病风险增加紧密相关。高血清磷酸盐会产生循环钙蛋白颗粒（CPP2）促进钙化。研究人员探究了 CPP2激活的内皮细胞（ECs）对血管平滑肌细胞（VSMCs）钙化的影响，发现其可通过旁分泌信号加剧钙化，为防治 VC 提供新方向。

　　在医学领域，慢性肾脏病（CKD）就像一颗 “定时炸弹”，严重威胁着人们的健康。其中，血管钙化（VC）是 CKD 患者常见且棘手的并发症，它显著增加了心血管疾病的发生风险，如同在患者体内埋下一颗颗 “雷”，随时可能引发致命危机。高血清磷酸盐水平在 CKD 患者中较为常见，它能通过生成循环钙蛋白颗粒（CPP₂），促使血管钙化进程加快。CPP₂是一种由钙、磷酸盐和血清蛋白组成的结晶纳米聚集体，此前研究发现它在体外可诱导血管平滑肌细胞（VSMCs）发生钙化。然而，在体内，内皮细胞（ECs）才是最先接触 CPP₂的细胞，但目前人们对 ECs 在血管钙化过程中所起的作用却知之甚少。为了揭开这一神秘面纱，来自多个国外研究机构的研究人员，包括 University of Groningen、Radboud University Medical Center 等，开展了一项深入研究。最终他们发现，CPP₂激活的 ECs 会通过旁分泌信号促进 VSMCs 钙化，这一成果为防治血管钙化带来了新的希望。该研究成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》杂志上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是样本采集与检测，收集了 17 名健康肾脏供体和 34 名 CKD 患者的血浆和血清样本，检测其中可溶性血管细胞黏附分子 - 1（sVCAM - 1）、CPP₁和 CPP₂的水平；二是细胞实验，培养人脐静脉内皮细胞（HUVECs）、人主动脉内皮细胞（HAECs）和人主动脉平滑肌细胞（HASMCs），并对其进行相关处理和检测；三是采用质谱分析和基因集富集分析等方法，对 ECs 的分泌组进行研究；四是利用 NanoString nCounter 分析技术，研究 VSMCs 的基因表达变化。

下面来看具体的研究结果：

• CPP 计数与循环 VCAM - 1 水平的关联：研究人员发现，CKD 患者血浆中 sVCAM - 1 水平显著高于健康供体。在健康供体和 CKD 患者的混合人群中，血清中 CPP₁和 CPP₂的水平与血浆 sVCAM - 1 水平均呈显著正相关。这表明，体内循环的 CPP 计数与 EC 激活和功能障碍存在关联。
• ECs 对 CPP₂的摄取和激活：在体外实验中，HUVECs 和 HAECs 暴露于 CPP₂24 小时后，EC 激活标记物 ICAM - 1、E - selectin 和 VCAM - 1 的 mRNA 表达均上调。通过共聚焦显微镜和电子显微镜观察发现，ECs 能够摄取 CPP₂，且这种摄取可被低温或内吞抑制剂抑制。这说明，ECs 会在接触 CPP₂后被激活并摄取 CPP₂。
• VSMCs 对 CPP₂的摄取及相关变化：同样在体外，VSMCs 暴露于 CPP₂后，虽然会出现钙沉积增加的情况，但并未表现出典型的成骨软骨分化标记变化。VSMCs 也能摄取 CPP₂，不过其摄取量少于 ECs。这表明，VSMCs 对 CPP₂的反应与 ECs 存在差异。
• 激活的 ECs 条件培养基对 VSMCs 的影响：在条件培养基模型中，研究人员发现，与非激活 ECs 的条件培养基相比，CPP₂激活的 ECs 条件培养基可显著增加 VSMCs 的钙沉积。通过 NanoString nCounter 分析发现，VSMCs 在接触激活的 ECs 条件培养基后，其转录组发生改变，多个与钙化相关的基因表达发生变化。这说明，激活的 ECs 通过分泌某些物质，可促进 VSMCs 钙化并改变其基因表达。
• CPP₂诱导的 ECs 分泌组分析：对 ECs 分泌组进行质谱分析，研究人员鉴定出 1171 种蛋白质，其中 76 种在 CPP₂激活的 ECs 与未刺激的 ECs 之间存在差异表达。基因集富集分析（GSEA）显示，这些差异表达的蛋白质涉及血管发育、细胞外基质重塑和氧化应激相关过程。这揭示了 CPP₂激活的 ECs 分泌组的特征及其潜在的作用机制。

研究结论和讨论部分表明，该研究首次明确了 CPP₂激活的 ECs 可通过旁分泌信号促进 VSMCs 钙化，且 VSMCs 在接触这些旁分泌因子后会增加促钙化基因的表达。这一发现为深入理解血管钙化的发病机制提供了新视角，也为开发针对 CKD 患者血管钙化的治疗方法指明了方向。例如，未来可以尝试通过抑制 CPP₂诱导的 EC 激活，来减少促钙化旁分泌信号，从而减轻血管钙化程度，降低 CKD 患者心血管疾病的发生风险。这一研究成果具有重要的临床意义和潜在的应用价值，有望为相关疾病的治疗带来新的突破。