神经介质 U 通过激活 NMUR1 受体介导的 ERK 信号通路加重慢性肾病大鼠动脉中膜钙化

《Cellular Signalling》：Neuromedin U aggravates medial arterial calcification via the activation of receptor NMUR1-mediated ERK signal pathway in rats with chronic kidney disease

　　

摘要

动脉中层钙化（MAC）与慢性肾脏病（CKD）患者的发病率和死亡率密切相关。神经介素 U（NMU）是一组高度保守的神经肽，主要通过 NMU 受体 NMUR1 发挥其外周作用。本研究旨在探讨 CKD 条件下 NMU 在 MAC 中的作用和机制。通过喂食腺嘌呤（0.75%）和高磷（1.5%）饮食 4 周诱导患有 MAC 的 CKD 大鼠。通过渗透泵皮下输注大鼠 NMU（NMU-23, 1 nM/kg/h）。钙化的血管平滑肌细胞（VSMCs, A7r5 细胞系）由钙化培养基诱导。在 CKD 大鼠主动脉中膜和钙化培养基处理的 VSMCs 中，结果显示 NMU 及其受体 NMUR1 和 NMUR2 的内源性蛋白水平升高，NMU 的应用进一步加重了钙化并促进了成骨转化和凋亡。在钙化培养基处理的 VSMCs 中，这些效应被 ERK 激活抑制剂 U0126 和 NMUR1 拮抗剂 CPN-351 有效抑制，但未被 NMUR2 拮抗剂 R-PSOP 抑制。此外，使用 siRNA 下调 NMUR1 表达，而非下调 NMUR2，显著减弱了 NMU 在钙化 VSMCs 中对钙化、成骨转化和凋亡的促进作用。我们的研究表明，NMU 在 VSMCs 钙化中的作用部分是通过激活受体 NMUR1-ERK 信号通路。因此，下调主动脉中膜中 NMU 和 NMUR1 的表达可能是治疗 CKD 中 MAC 的良好策略。

引言

动脉中层钙化（MAC）是主动脉中膜中涉及血管平滑肌细胞（VSMCs）成骨转化的复杂且活跃的过程。类成骨细胞 VSMCs 可进一步促进血管壁内钙和磷晶体的异位沉积 [1]。MAC 导致血管壁弹性降低和缓冲血压（BP）能力下降。因此，MAC 可促进血压升高和血管壁功能障碍，这与慢性肾脏病（CKD）患者的心血管疾病发病率和死亡率密切相关 [2]。升高的钙和磷水平、细胞死亡以及钙化促进剂和抑制剂的失衡已被确定为血管钙化（VC）的促成因素 [1], [2], [3], [4]，钙调神经磷酸酶/激活 T 细胞核因子（NFAT）、PI3K/蛋白激酶 B（Akt）、细胞外调节蛋白激酶（ERK）等信号通路的激活涉及 MAC 的调控 [5], [6], [7], [8]。然而，CKD 状态下 MAC 的精确机制尚未完全阐明。

MAC 是一种伴随骨相关标志物（如骨形态发生蛋白 2（BMP2）和成鼠裂素相关转录因子 2（Runx2））上调以及 VSMCs 收缩表型蛋白（如 α-肌动蛋白和 SM22α）下调的病理过程 [1], [3], [4]。然而，目前通过磷结合剂或钙敏感受体激动剂治疗 MAC 的策略并不能从根本上改善 CKD 患者的 MAC 并降低死亡率 [2]。因此，阐明 MAC 的相关机制并进一步寻找可能更重要的确切靶点对于 CKD 中 MAC 的治疗更为重要。

自发现神经肽神经介素 U（NMU）于猪脊髓以来已近 40 年。NMU 随后在许多其他物种中被鉴定出来，具有多种生理和病理生理作用，涉及摄食、能量平衡、胃排空、炎症、过敏反应和肿瘤发生 [9], [10], [11]。它有两个已确定的 G 蛋白偶联受体（GPCRs），即 NMU 受体 1（NMUR1，高度表达于外周组织）和 NMU 受体 2（NMUR2，广泛分布于中枢神经系统）。在人心血管系统中发现 NMU 和 NMUR1 的较高表达 [12]。NMU 最显著的特征之一是刺激主动脉平滑肌收缩 [9]，且 NMU 的这一血管收缩效应不依赖于内皮细胞，这表明 NMU 及其受体 NMUR1 可能对 VSMCs 有直接影响，并参与血流动力学和血管重塑的调控 [9], [12]。

最近的一项研究报告称，NMU 抑制了成骨前体的成骨分化，但促进了成骨样细胞的成骨标志物表达和活性 [13]。然而，NMU 在调节 VSMCs 成骨转化和钙化中的作用和机制尚未被研究。因此，当前研究的目标是探讨 CKD 条件下 NMU 在 MAC 中的作用并阐明相关机制。

章节片段

NMU 导致涉及钙化的一般特征发生显著变化并加重了 CKD 大鼠的 MAC

腺嘌呤饮食可诱导肾功能不全和伴随体重和血钙水平降低以及血磷水平升高的 MAC [22]。在本研究中，体重和血钙水平显著降低（P < 0.0001, Fig. 1A），但收缩压（SBP）（P < 0.0001）、心脏重量（P = 0.0106）、心脏重量与体重之比（P < 0.0001, Fig. 1B-D），血浆尿素氮、肌酐和磷水平（P < 0.0001, Fig. 1

讨论

MAC 在心血管疾病的发生和发展中起着关键作用，导致 CKD 患者心血管死亡率显著增加。它不仅是血管疾病潜在的典型病理特征，也是未来心血管事件的强预测因子 [26]。然而，目前药物治疗的应用并不能完全预防 CKD 患者 MAC 的进展，例如口服磷结合剂 [27]。在本研究中，我们

动物

雄性 Sprague-Dawley (SD) 大鼠来自南京医科大学动物实验中心（南京，中国）。所有实验动物均在南京医科大学动物实验中心的标准笼中自由给予标准啮齿动物饲料和水，并保持 12 小时光/暗循环的 SPF 环境。所有实验均遵循《实验室动物护理和使用指南》（NIH 出版物，第 8 版，2011）。我们严格执行了实验方案并

CRediT 作者贡献声明

Rui Chang: 项目管理、方法学、调查、形式分析、数据管理。Hong-Yu Wang: 项目管理、方法学、调查。Wen-Juan Cao: 软件、项目管理、方法学。Han-Xu Zhu: 可视化、验证、软件。Rong-jie Tang: 软件、形式分析、数据管理。Qing Gao: 可视化、监督、形式分析、概念化。Ye-Bo Zhou: 监督、资源、资金获取、数据管理、概念化，

伦理批准和参与同意

本研究包含动物数据而不包含任何人类数据，并得到了南京医科大学实验动物伦理委员会和《实验室动物护理和使用指南》（NIH 出版物，第 8 版，2011）的批准。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文报告的工作。

致谢

本工作由 中国国家自然科学基金（82370341 和 81970356）、江苏省卫生健康委员会基金（LKM2023001）和 江苏省卫生厅自然科学基金（H2023010）资助。所有作者感谢心血管疾病转化医学协同创新中心的支。

Rui Chang|Hong-Yu Wang|Wen-Juan Cao|Han-Xu Zhu|Rong-jie Tang|Qing Gao|Ye-Bo Zhou|Lei-Lei Chen

南京医科大学生理学系，南京 210000，中国