探究中电导钙激活性钾离子通道(intermediate-conductance Ca2+-activated K+ channels,KCa3.1)在碱性环境促进高磷诱导大鼠胸主动脉平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)钙化中的作用及机制。
方法体外培养原代大鼠主动脉平滑肌细胞和大鼠胸主动脉血管环,利用10 mmol/L β-甘油磷酸钠制备血管平滑肌细胞钙化、血管环钙化模型。同时使用HCl和NaHCO3调节培养基pH值,细胞、血管环被随机分为6组:正常pH7.4组、正常pH8.0组、高磷组(在高磷培养基的基础上调整pH值为7.4、7.7、8.0三个亚组)、TRAM-34(KCa3.1抑制剂)干预组(在高磷pH8.0培养基的基础上添加20 nmol/L TRAM-34)。茜素红染色法和钙含量测定法判断细胞钙化程度;von Kossa染色法和钙含量测定法判断血管环钙化程度。RT-PCR、Western印迹法检测各组细胞中调节成骨和软骨分化的关键转录因子Runx2的表达,酶联免疫吸附法测定碱性磷酸酶(ALP)活性,荧光探针法测定细胞内钙离子浓度。免疫组织化学法检测各组血管环中KCa3.1、Runx2的表达。
结果体外培养VSMCs 12 d后,与正常pH7.4组相比,高磷组钙盐沉积明显增高(P<0.05),且随着pH升高逐渐增加(P<0.05);与高磷pH8.0组相比,TRAM-34干预组钙盐沉积明显降低(P<0.05)。体外培养VSMCs 4 d后,碱性环境显著促进钙离子内流(P<0.05),增加KCa3.1、Runx2表达(P<0.05),增加ALP活性(P<0.05),而TRAM-34干预可显著抑制钙离子内流(P<0.05),减少Runx2表达(P<0.05),降低ALP活性(P<0.05)。体外血管环培养12 d后,与正常pH7.4组相比,高磷组钙盐沉积明显增高(P<0.05),且随着pH升高逐渐增加(P<0.05);与高磷pH8.0组相比,TRAM-34干预组钙盐沉积明显降低(P<0.05)。体外血管环培养4 d后,免疫组化结果显示,碱性环境促进KCa3.1和Runx2表达(P<0.05),TRAM-34可显著抑制Runx2表达(P<0.05)。
结论碱性环境可促进高磷诱导下大鼠胸主动脉平滑肌细胞钙化,其机制可能是通过促进平滑肌细胞钙离子内流,增加KCa3.1表达,促进平滑肌细胞表型转化来实现的。