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目的:慢性肾衰患者常常发生血管钙化,明显增加了心血管事件的发生率,严重影响了患者的预后。慢性肾衰患者的肾脏由于对磷酸盐的排泄障碍,体内处于严重的高磷状态,高磷与血管钙化密切相关,主要表现为促进血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)向成骨样细胞分化。以往研究主要集中于高磷对VSMCs的直接促钙化作用,近年的研究表明,外膜成纤维细胞(Adventitia fibroblasts,AFs)分泌的外泌体可直接影响VSMCs的功能。本研究旨在探讨高磷诱导AFs分泌的外泌体对VSMCs钙化和血管钙化的作用及其机制。方法:在体外使用3.5 m M的高浓度无机磷(High phosphate,HPi)模拟体内的高磷状态,并以0.9 m M的正常浓度无机磷(Normal phosphate,NPi)作为对照。采用差速离心法提取AFs上清中的外泌体(exosomes,Exos)。用透射电子显微镜、纳米粒径分析和western blot方法鉴定外泌体。采用western blot方法检测VSMCs中Runx2、BMP2的表达,碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)活性测定试剂盒和ALP染色试剂盒检测ALP的活性,茜素红染色法分析VSMCs中矿化结节的形成。通过文献复习,我们选择了8条AFs中高表达且与成骨分化相关的miRNAs,再用实时荧光定量聚合酶链式反应(Quantitative real-time polymerase chain reaction,q RT-PCR)技术检测外泌体和细胞中miRNAs的表达量。通过向AFs中转染miR-21-5p mimics、miR-21-5p inhibitor及其对照探究过表达或低表达miR-21-5p的AFs分泌的外泌体对VSMCs钙化的影响。采用生物信息学技术预测miR-21-5p的潜在靶基因,并用荧光素酶报告基因实验验证miR-21-5p与富含半胱氨酸的运动神经元1蛋白(Cysteine-rich motor neuron1 protein,Crim1)的靶向关系。用si RNA转染技术沉默VSMCs中Crim1基因的表达以研究Crim1基因对VSMCs钙化的作用。使用活体成像仪检测小鼠体内血管对外泌体的摄取。5/6肾切除加高磷饲料喂养构建慢性肾衰血管钙化小鼠模型,并将AFs分泌的外泌体尾静脉注射至小鼠体内以观察AFs分泌的外泌体对慢性肾衰小鼠血管钙化的影响。结果:从AFs上清提取的外泌体为典型的杯状或者椭球形结构,直径为50-150 nm,表达外泌体表面标记物TSG101、CD9和CD81,并可被VSMCs摄取。HPi干预AFs的上清(AFs HPi-CM)促进VSMCs的钙化,这一作用可被外泌体合成或释放抑制剂GW4869部分阻断。HPi诱导AFs分泌的外泌体(AFs HPi-Exos)可明显促进VSMCs中Runx2、BMP2的表达、增加ALP活性和矿化结节的形成。AFs HPi-Exos中富集miR-21-5p,过表达miR-21-5p的AFs分泌的外泌体可显著促进VSMCs向成骨样细胞分化,而低表达miR-21-5p的AFs分泌的外泌体具有拮抗高磷诱导的VSMCs成骨样细胞分化作用。miR-21-5p与Crim1基因之间具有直接的靶向关系,沉默Crim1基因的表达可促进VSMCs的钙化。AFs分泌的外泌体可被小鼠胸主动脉摄取,且AFs HPi-Exos可明显促进慢性肾衰小鼠的血管钙化。结论:高磷诱导AFs分泌的外泌体中富集miR-21-5p,miR-21-5p通过抑制下游靶基因Crim1的表达促进VSMCs的钙化和血管钙化。图19幅,表8个,参考文献50篇