SLC37A2, ein mit Phosphor verwandtes Molekül, nimmt in glatten Muskelzellen in der verkalkten Aorta zu Ⅱ

Ergebnisse

Suche nach Kandidatenmolekülen inphosphatbedingt verkalktAoSMC. Um nach Molekülen zu suchen, deren Expression in verkalktem AoSMC zunimmt, wurde eine DNA-Microarray-Analyse von etwa 26 000-Genen unter Verwendung von verkalktem AoSMC und nicht verkalkter AoSMC-mRNA durchgeführt. Abbildung 1 zeigt die HeatMap verschiedener Gene, die zwischen AoSMC, die nicht mit 2,6 mM kultiviert wurden, und solchen, die 12 Tage lang mit 2,6 mM P kultiviert wurden, exprimiert werden. Insgesamt 3.066 Gene erhöhten sich auf kultivierten gegenüber nicht kultivierten AoSMC um mehr als das Doppelte. Gene mit erhöhter Expression waren Moleküle, die mit der Osteoblastenbildung in Zusammenhang stehen, wie Osteopontin, Periostin-Osteoblast-spezifischer Faktor (POSTN), Wnt3, Interleukin-6 (IL-6), undFibroblasten-Wachstumsfaktor23 (FGF23) sowie mehrere Moleküle in der SLC-Superfamilie (Tabelle 1). Unter diesen Molekülen konzentrierten wir uns auf SLC37A2, dessen mRNA auf AoSMC, das 12 Tage lang mit 2,6 mM P kultiviert wurde, etwa um das 3,1-fache anstieg, verglichen mit AoSMC, das nicht mit 2,6 mM P kultiviert wurde. Es wurde berichtet, dass SLC37A2 mit der P-Regulation zusammenhängt, seine detaillierte Funktion ist jedoch unbekannt der Entzündung auf die SLC37A2-Expression.GefäßverkalkungEs wurde berichtet, dass es durch Entzündungen gefördert wird. Deshalb haben wir untersucht, ob die SLC37A2-mRNA durch eine Entzündungsreaktion beeinflusst wird. 24 Stunden nach der LPS-Behandlung stieg IL-6 im Vergleich zu AoSMC, die nicht mit LPS behandelt wurden, signifikant an (Abb. 2A). Diese Ergebnisse wurden auch 72 Stunden nach der LPS-Behandlung beobachtet. Es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen in der SLC37A2mRNA-Expression (Abb. 2B).

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Expression von SLC37A2 in phosphatinduziertem verkalktem AoSMC. Um festzustellen, ob SLC37A2 an der Verkalkung beteiligt ist, untersuchten wir die Expression von SLC37A2-mRNA auf nicht verkalktem und verkalktem AoSMC (Abb. 3). Bei AoSMC, die 6 Tage lang mit 2,6 mM P kultiviert wurden, wurde eine Verkalkung beobachtet, und bei AoSMC, die 12 Tage lang mit 2,6 mM P kultiviert wurden, wurde eine fortgeschrittenere Verkalkung beobachtet (Abb. 3A). Runx2-mRNA stieg auf verkalktem AoSMC im Vergleich zu nicht verkalktem AoSMC signifikant an (Abb. 3B). SLC37A2-mRNA begann am Tag 3 in verkalktem AoSMC signifikant anzusteigen, und am Tag 9 stieg die mRNA bei verkalktem AoSMC im Vergleich zu nicht verkalktem AoSMC deutlich um etwa das Zweifache an (Abb . 3C). Die Expression des SLC37A2-Proteins erhöhte sich am Tag 6 in verkalktem AoSMC im Vergleich zu nicht verkalktem AoSMC signifikant um etwa das Zweifache (Abb. 3D).

Expression von SLC37A2 in CKD-Modellratten.

Um herauszufinden, ob SLC37A2 in vivo an der Gefäßverkalkung beteiligt ist, untersuchten wir die SLC37A2-mRNA-Expression auf Gefäßen von Adenin-induzierten CNI-Ratten. Adenin-induzierte CNE-Ratten wurden gemäß dem in Abb. 4A gezeigten Protokoll erzeugt. Tabelle 2 zeigt das Körpergewicht und die biochemischen Daten am Tag der Tötung. Das Körpergewicht vonAdenin-induzierte CKDRatten war im Vergleich zu Nicht-CNE-Ratten signifikant niedriger. Verglichen mit der Nicht-CKD-Gruppe hatten CKD-Gruppen höhere Plasma-P- und Cr-Spiegel und niedrigere Plasma-Ca-Spiegel sowie eine 24-stündige Urinausscheidung von P, Ca und Cr. Darüber hinaus waren diese Ergebnisse in der CKD-HP-Gruppe stärker ausgeprägt, wie in früheren Studien beobachtet wurde.37,39) Somit nahm die Nierenfunktion in der CKD-Gruppe ab, insbesondere in der CKD-HP-Gruppe. Wir untersuchten die mRNA-Expression in den Aortengefäßen von CNI-Ratten (Abb. 4). Obwohl es keine signifikanten Unterschiede in der Expression von Runx2-mRNA gab, einem Transkriptionsfaktor, der sich früh im Mechanismus der Gefäßverkalkung bewegt, stieg die Expression von Osteopontin-mRNA zwischen den Gruppen (Abb. 4B) in einer theCKD-HP-Gruppe im Vergleich zu der Nicht-HP-Gruppe signifikant an. CKD-Gruppe und dieCKD-LP-Gruppe(Abb. 4C). Die SLC37A2-mRNA-Expression war in der CK-D-HP-Gruppe im Vergleich zur Nicht-CKD-Gruppe und der CKD-LP-Gruppe ebenfalls signifikant erhöht (Abb. 4D). Da es bei diesen Ratten große individuelle Unterschiede gab, untersuchten wir die Korrelation zwischen Osteopontin und SLC37A2-mRNA und fanden eine signifikante Korrelation zwischen diesen Molekülen (Abb. 4E). Die histologische Untersuchung der thorakoabdominalen Aorta ergab eine mediale Verkalkung nur in der Aorta der CKD-HP-Gruppe (Abb. 5A). Um die Expressionsstelle von SLC37A2 auf der Aorta zu untersuchen, führten wir eine Immunfärbung der Aorta von CKD-HP-Ratten durch. SLC37A2 wurde in dem Bereich stark exprimiert, in demGefäßverkalkungaufgetreten (Abb. 5B).

Abb. 1. Die HeatMap unterschiedlich exprimierter Gene zwischen AoSMC, die nicht mit 2,6 mM P kultiviert wurden, und AoSMC, die mit 2,6 mM P kultiviert wurden. Rot steht für Gene mit einem hohen Signalpegel und Grün für Gene mit einem niedrigen Signalpegel. AOSMC glatte Muskelzellen der Aorta. Siehe Abbildung in der Online-Version.

Diskussion

Wir untersuchten mögliche P-verwandte Moleküle, die an der Gefäßverkalkung beteiligt sind. Unsere Ergebnisse zeigten, dass SLC37A2 eines der Moleküle ist, die mit wachsenGefäßverkalkungin vitro und in vivo.

Die SLC37-Familie gehört zur SLC-Superfamilie und umfasst Proteine: SLC37A 1-440) Die SLC37-Familie enthält Transmembranproteine ​​in der Membran des endoplasmatischen Retikulums und weist eine zum bakteriellen Organophosphatphosphat-Antiporter homologe Sequenz auf.(41) SLC37A4 ist besser bekannt alsGlucose-6-Phosphat-Transporter.(2-44 Allerdings gibt es nur wenige Berichte über SLC37A2 und Details zu seiner Funktion sind nicht vollständig geklärt. SLC37A2, auch bekannt als SPX2, wird reichlich in murinen Makrophagen, Milz, Thymus und weißem Fettgewebe (WAT) exprimiert ) von genetisch fettleibigen Mausmodellen und osteoklastenähnlichen Zellen, die von Raw264.7-Zellen abgeleitet sind.(45.6) Das SLC37A2-Protein transportiert sowohl Glucose-6-Phosphat/Phosphat als auch Phosphat/Phosphat-Austausch.(4) Kürzlich haben Berichte einen Zusammenhang zwischen gezeigt SLC37A2 mit Tierkrankheit. (47-49) Ein SLC37A2-Defekt verursachtCraniomandibuläre Osteopathie(CMO), eine selbstlimitierende proliferative Knochenerkrankung, bei Terrierrassen. (47) Bei Milchkühen ist eine homozygote SLC37A2-Mutation für den embryonalen Tod verantwortlich. (8.9) Zusätzlich. SLC37A2 gilt als Ziel für Vitamin-D-Zielgene. (so) Das Potenzial des Phosphor-Ser294-Progesteronrezeptor-Zielgens für das Fortschreiten von Brustkrebs wurde ebenfalls in Betracht gezogen.(1)Es wurde berichtet, dass Entzündungen Gefäßverkalkungen sowohl verursachen als auch verschlimmern können. (2s26) Darüber hinaus. SLC37A2 wird reichlich in Makrophagen und WAT exprimiert, die von der Makrophageninfiltration betroffen sind. (s) Deshalb. Wir gingen davon aus, dass SLC37A2 ein Molekül sein könnte, das während einer Entzündung exprimiert wird. Unsere Ergebnisse zeigten jedoch keinen Anstieg der SLC37A2-Expression in AoSMC, die einer Entzündungsreaktion ausgesetzt waren; dieses Molekül scheint nicht direkt von der Entzündungsstimulation betroffen zu sein. SLC37A2 ist möglicherweise über einen anderen Mechanismus als eine Entzündung an der Gefäßverkalkung beteiligt.

Es wurde berichtet, dass SLC37A2 als P-verknüpftes Protein fungiertAnti-Porter. (41) Darüber hinaus wurde berichtet, dass SLC37A2 ein Zielgen für Vitamin D ist und das SLC37A2-Gen eine wichtige Vitamin-D-Rezeptor-Bindungsstelle (ss2) enthält. Systematisch korrelierte Veränderungen in der Expression von SLC37A2-Genen und zirkulierenden Formen von Vitamin D wurde in mononukleären Zellen des menschlichen peripheren Blutes beobachtet. (50)Vitamin-D-Rezeptoren binden an 1a, 25-Dihydroxy-Vitamin D, das ein Metabolit von Vitamin D ist, und regulieren die Genexpression. lo, 25-Dihydroxyvitamin D, wirkt bei der Absorption von Ca und P im Darm, bei der Ca-Mobilisierung im Knochen und bei der Reabsorption von Cain in den Nieren. (3) Es gibt einen Bericht, dass bei Adenin-induzierten CNE-Modellratten der Serum-LA, 25--Dihydroxy-Vitamin D, bei Ratten mit hoher Nahrungsaufnahme und fortgeschrittener Gefäßverkalkung signifikant höher war als bei Ratten mit niedriger Nahrungsaufnahme -p Nahrungsaufnahme.39) SLC37A2 steht möglicherweise mit der P-Regulierung über Vitamin D in Zusammenhang. Weitere Studien sind erforderlich, um zu klären, dass Vitamin D die SLC37A2-Expression in vitro und vivo beeinflusst.

Es hat sich gezeigt, dass der Mechanismus der Gefäßverkalkung dem der Knochenbildung ähnelt. Der durch CMO verursachte Mangel an SLC37A2 ist klinisch vergleichbar mit der kindlichen kortikalen Hyperostose beim Menschen, auch bekannt als Caffey-Krankheit.7 Darüber hinaus gibt es Berichte, dass SLC37A2 im Knochenmark und in Osteoklasten exprimiert wird.o Hytone et al.(7 stellten die Hypothese auf, dass eine Funktionsstörung von SLC37A2 würde ein Ungleichgewicht in der Funktion der osteoblastischen und osteoklastischen Knochenbildung verursachen und infolgedessen zu einer Hyperostose führen.

Runx2 ist ein wesentlicher Transkriptionsfaktor für die Gefäßverkalkung. Es wird auch berichtet, dass Runx2 ein Osteoblasten-Differenzierungs-Transkriptionsfaktor ist, der in sich entwickelnden Brustepithelzellen exprimiert wird. (s435) Runx2 scheint für die Regulierung der Phosphor-Ser294-Progesteron-Zielgene notwendig zu sein, die mit dem Fortschreiten von Brustkrebs verbunden sind. SLC37A2 gilt als mögliches Zielgen für den Phosphor-Ser294-Progesteronrezeptor. (s1) Daher wird angenommen, dass Runx2 SLC37A2 regulieren könnte. In der vorliegenden Studie wurde die Expression von SLC37A2-mRNA in der Aorta von CkD-Ratten mit Osteopontin-mRNA korreliert, die auf das Gen von Runx2 abzielt.