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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

来源 2023-06-30 11:00:46 医疗资讯

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。

图7 用MR409治疗可上调糖尿病db/de小鼠主动脉中Klotho的表达。Western blot检测Klotho蛋白表达(A),免疫组化检测Klotho蛋白表达的代表图像(C), Western blot和免疫组化检测Klotho蛋白表达(B)。N = 6, *p < 0.05糖尿病小鼠vs WT小鼠,#p < 0.05 MR409治疗小鼠vs糖尿病小鼠。

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