近日，陆军军医大学发布讣告，我国著名心血管病学专家黄岚教授因病医治无效，于2024年11月22日在重庆逝世，享年65岁。
黄岚教授，出生于1959年7月17日，四川宜宾人。我国心血管病学领军人物，陆军军医大学第二附属医院原心血管内科主任、全军心血管病研究所所长、新桥心血管病医院副院长，博士研究生导师。在冠心病、肺血管病以及高原心血管病防治领域做出了杰出贡献。以第一/通讯作者发表学术论文466篇，SCI收录论文133篇，参编出版专著百余部。
今天带来一篇黄岚教授团队7月份发表在REDOX BIOLOGY上发表的题为 “Sodium-glucose cotransporter 2 inhibitors attenuate vascular calcification by suppressing endoplasmic reticulum protein thioredoxin domain containing 5 dependent osteogenic reprogramming”的研究论文。研究发现SGLT2抑制剂通过阻断内质网应激依赖性TXNDC5上调和促进随后的Runx2蛋白酶体降解来改善血管钙化。
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题目：SGLT2抑制剂通过抑制内质网蛋白TXNDC5依赖性成骨重编程来减弱血管钙化
研究背景
血管钙化与主要不良心血管事件的发展密切相关，但缺乏有效的治疗方法。钠-葡萄糖共转运蛋白2 （SGLT2）抑制剂是一类新兴的口服降糖药物，对代谢和心血管疾病有显著的作用。然而，SGLT2抑制剂在血管钙化中的作用和潜在机制尚未完全阐明。该研究旨在进一步确定SGLT2抑制剂是否可以防止血管钙化，并研究其中的机制。
研究结果
使用SGLT2抑制剂与糖尿病患者冠状动脉钙化评分降低相关
为了研究SGLT2抑制剂处方与冠状动脉钙化的关系，对1554名服用或不服用SGLT2抑制剂的2型糖尿病患者进行了回顾性队列研究，计算了冠状动脉ct血管造影获得的Agatston评分。临床数据表明SGLT2抑制剂的使用与血管钙化之间存在很强的负相关。
达格列净在体内可减弱内膜和内侧血管钙化
SGLT2抑制剂的作用最初在维生素D3过量注射引起的急性和严重钙化的动物模型中进行了研究，通过茜素红染色、von Kossa染色、碱性磷酸酶（ALP）活性和钙含量测定结果表明，DAPA（达格列净，一种SGLT2抑制剂）可减少内侧血管钙化。
鉴于SGLT2抑制剂的巨大潜力，利用动脉粥样硬化小鼠模型调查了SGLT2抑制剂是否减少内膜钙化的研究。ApoE−/−小鼠喂食西方饮食24周，以评估DAPA对动脉粥样硬化钙化的影响。油红O染色显示，经过24周的西方饮食喂养，DAPA组的总动脉粥样硬化病变面积减少。DAPA还显著降低了ApoE−/−小鼠主动脉中的钙水平和ALP活性，减少动脉根部的钙化形成。研究结果表明，DAPA可以防止内膜和内侧血管钙化。
达格列净在体外减轻血管钙化
由于VSMCs是内侧和内膜钙化的主要贡献者，在体外含2.8 mmol/L磷酸盐（Pi）的成骨培养基（OM）中培养原代大鼠VSMCs，进一步探讨DAPA对血管钙化的影响。通过Alizarin red染色和von Kossa染色，DAPA显著减弱VSMC钙化，且SMC钙化与DAPA浓度呈负相关。
作者还测试了DAPA对经OM处理的人VSMCs的影响。在人VSMCs中也观察到类似的DAPA对钙化的抑制作用。综上所述，这些数据表明DAPA对血管钙化有抑制作用。
达格列净调节Runx2依赖性VSMCs成骨重编程
接下来，研究了DAPA是否调节VSMC成骨表型转换。免疫印迹和qRT-PCR分析显示，高浓度Pi上调了大鼠VSMCs中Runx2、胶原I α 1 （COL1A1）、骨钙素（OCN）和骨桥蛋白（OPN）的表达，这些作用被DAPA以剂量依赖性方式逆转。补充DAPA后，收缩标志物SM22α的表达增加。此外，OM培养的人VSMCs中也有类似情况。
为了进一步在体内证实这些发现，在CKD和动脉粥样硬化钙化小鼠模型中给予DAPA，发现血管钙化得到缓解，这可以通过Runx2、COL1A1和OPN在mRNA和蛋白水平上的下调来证明。这些数据表明，DAPA通过成骨重编程抑制血管钙化。
RNA-seq链接TXNDC5与血管钙化
对经DAPA或EMPA处理的VSMCs进行RNA-seq，以确定SGLT2抑制剂在分子水平上的影响。OM预处理组和后处理组之间获得149个重叠差异表达基因（DEGs）。GO富集和KEGG途径对149个DEGs的分析显示，SGLT2抑制剂调控的基因在蛋白质折叠、分选和降解、磷酸盐代谢过程和对刺激的蛋白质合成反应中富集。
内质网应激标记TXNDC5是高Pi刺激诱导的上调基因之一，但DAPA和EMPA始终下调。qRT-PCR和免疫印迹显示，Pi成功触发了TXNDC5的上调，而DAPA处理逆转了这一作用。免疫荧光染色显示，在OM中培养的VSMCs中，TXNDC5的表达也明显增加，并且这种增加伴随着Runx2的上调。
TXNDC5基因敲低可消除血管钙化
用含或不含TXNDC5 siRNA在OM中培养VSMCs。通过茜素红染色、von Kossa染色显示，TXNDC5敲低可显著降低VSMC钙化。qRT-PCR和免疫印迹显示，TXNDC5- siRNA处理后，在OM培养10-14天时，Runx2的表达降低。免疫荧光染色显示，TXNDC5敲低可抑制VSMCs中Runx2的表达。
接下来，在维生素D3过量诱导的钙化小鼠模型中探讨了TXNDC5敲低对血管钙化的影响。携带TXNDC5或阴性对照siRNA的AAV9经小鼠尾静脉注射。结果提示TXNDC5缺乏可减轻血管钙化。
达格列净通过TXNDC5抑制血管钙化
接下来，探讨了DAPA是否通过TXNDC5抑制血管钙化。TXNDC5过表达显著恢复了高Pi诱导的经DAPA减弱的血管钙化，逆转了DAPA诱导的Runx2表达下调。
达格列净介导的TXNDC5下调加速了VSMCs中成骨蛋白的降解
由于TXNDC5下调有助于减少DAPA介导的血管钙化，作者下一步研究了TXNDC5如何介导DAPA的抗钙化作用。TXNDC5敲低显著增加了Runx2和下游COL1A1和OPN蛋白的蛋白质降解。与空载体转导的VSMCs相比，通过慢病毒过表达TXNDC5稳定了Runx2、COL1A1和OPN蛋白，并延迟了它们的降解。此外，在选择性蛋白酶体抑制剂MG132的存在下，VSMCs中由TXNDC5下调引起的Runx2蛋白降解得到部分恢复。此外，共免疫沉淀实验表明，TXNDC5与VSMCs中的Runx2相互作用。TXNDC5敲低增加了VSMCs中Runx2泛素化。这些发现表明TXNDC5维持了成骨蛋白Runx2、COL1A1和OPN的稳定性。
达格列净通过ATF6依赖性内质网应激途径阻断高Pi诱导的TXNDC5上调
由于TXNDC5通过内质网应激途径上调，作者假设SGLT2抑制剂可能阻断内质网应激途径依赖性TXNDC5在VSMCs成骨刺激中的表达。Pi处理显著增加了三种内质网应激信号通路的激活，如BIP、ATF6、ATF4和XBP1u的上调。DAPA显著抑制了高Pi诱导的这些内质网应激标记蛋白水平的升高，并且这种作用伴随着VSMCs中TXNDC5的下调。这些结果表明，DAPA阻断了高Pi诱导的内质网应激通路信号。
接下来，确定内质网应激途径是否调控TXNDC5的转录。4-PBA（内质网应激抑制剂）显著降低内质网应激信号相关基因的表达，包括TXNDC5、BIP、XBP1u、ATF4和ATF6的表达，同样下调成骨分化标志物Runx2和COL1A1的表达。补充公认的内质网激活剂thapsigargin，DAPA对OM中钙化的抑制作用减弱。同样，thapsigargin触发BIP/AFT6信号激活，并在蛋白水平上减弱DAPA介导的Runx2和CLO1A1表达下调。这些结果表明，SGLT2抑制剂通过ATF6介导的转录调控，减轻了高pi诱导的内质网应激途径，下调了TXNDC5的表达。
达格列净通过氧化应激缓解介导阻断高Pi诱导的TXNDC5上调和血管钙化
作者进一步确定活性氧（ROS）是否参与了DAPA钝化血管钙化的过程。结果发现DAPA通过氧化应激消除了高pi诱导的TXNDC5上调和血管钙化。
SGLT2抑制剂在血管钙化过程中发挥作用
临床试验表明，DAPA、EMPA和卡格列净（CANA）对心肾预后的内部和外部影响相当，假设EMPA对血管钙化的影响可能与DAPA相似。在体外，EMPA可显著降低OM诱导的VSMC钙化，降低成骨标志物的表达，对收缩标志物SM22α有相反的作用。在动脉粥样硬化内膜钙化小鼠模型和CKD诱导的内侧钙化小鼠模型中，EMPA治疗显著降低了主动脉钙化、钙沉积和主动脉ALP活性。综上所述，研究结果表明SGLT2抑制剂对血管钙化具有保护作用。
文章小结
SGLT2抑制剂通过ATF6-TXNDC5-Runx2介导的VSMC成骨重编程改善血管钙化。SGLT2抑制剂作为预防和治疗血管钙化患者的工具具有很大的潜力。
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