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SIRT6调控血管平滑肌细胞RUNX2及其下游BMP-2-BMP受体信号通路抑制肾衰血管钙化的机制研究

批准号:
82070299
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
蒋维
依托单位:
学科分类:
心肌损伤、修复、重构和再生
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
蒋维

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
核去乙酰化酶Sirt6与能量代谢和细胞表型转化有关。肾衰血管钙化的核心机制是VSMCs摄取磷、凋亡和成骨表型转化。我们已发现SIRT6保护缺血心脏,但尚不清楚其对血管钙化的作用。预实验显示SIRT6敲低加重肾衰高磷诱导的血管钙化,为明确SIRT6的具体作用和机制,我们构建Sirt6+/-ApoE-/-小鼠和血管VSMCs特异敲除Sirt6的小鼠,以肾脏5/6切除加高磷饮食诱导血管钙化,高磷诱导Sirt6敲低和RESCUE/过表达的VSMCs钙化,探究Sirt6拮抗肾衰血管钙化的保护作用;利用IP/coIP、EMSA及ChIP等实验研究Sirt6与RUNX2的相互作用,阐明RUNX2招募Sirt6至其下游关键性的促异位钙化因子BMP-2及其受体基因的启动子区,减低H3K9的乙酰化状态,抑制这些基因的转录和受体后的促钙化信号转导,缓解VSMCs的钙化病变,拮抗肾衰血管钙化的创新性负性调控机制。
英文摘要
Sirt6, a nuclear deacetylase, plays an important role in regulation of metabolism and cellular phenotypic transformation. The main pathological changes of vascular calcification in renal failure are phosphate uptake, apoptosis, and osteogenic phenotypic transformation of vascular smooth muscle cells (VSMCs). We have cognized the protection of SIRT6 agaisnt ischemic hearts, but it is little known about the role of SIRT6 in vascular calcification. The results of our tentative experiments indicated that SIRT6 knockdown aggravated vascular calcification induced by renal failure and high phosphorus diet. To investigate the specific ptotective function and the underlying mechanisms of SIRT6 in the regulation of vascular calcification indued by renal failure, we generated SIRT6 +/- ApoE-/- mice as well as SMC-specific SIRT6 conditional knockout mice, and further induced vascular calcification in them by using 5/6 kidney excision together with a high phosphorus diet. We also induced calcification in VSMCs with SIRT6 gene knockdown or RESCUE/overexpression by high phosphate exposure. We further explore the interaction between Sirt6 and RUNX2 in VSMCsby using IP/coIP, EMSA and ChIP methods, to reveal how RUNX2 recruits Sirt6 to the promoter regions of its downstream proteins, including BMP-2, a key ectopic calcification inducer, as well as the receptors of BMP-2, BMPR1A, BMPR1B and BMPRII, and then reducing H3K9 acetylation levels to suppress the transcription and expression of BMP-2 and its receptors. And then the pro-calcification signal transductions mediated by BMPRs are weakened, and the calcification in VSMCs is alleviated. Our study will reveal a new negative regulation mechanism mediated by SIRT6 against vascular calcification in renal failure.
慢性肾脏病(CKD)诱发的血管钙化(VC)是其预后不良的关键因素,其核心机制包括矿物质代谢异常和成骨表型转化等。SIRT6是具有去乙酰化酶和ADP核糖转移酶活性的核蛋白,与心血管疾病关系密切。目前未知SIRT6调节CKD诱发VC的具体分子机制。本项目探究SIRT6缓解CKD时钙磷代谢紊乱诱发VSMCs的成骨表型转化及VC的作用及机制。采用高磷饲料及肌肉注射维生素D3处理肾5/6切的ApoE-/-、Sirt6+/-ApoE-/-、Sirt6floxp/floxp和Sirt6floxp/floxpSMA-Cre(Sirt6VSMC-/-)小鼠构建主动脉钙化模型。小鼠VC发生后,主动脉组织的SIRT6蛋白水平显著降低,尾动脉血压升高、主动脉发生明显钙化病变且钙磷含量、VSMC凋亡和成骨相关标记基因的mRNA表达均显著增加,而平滑肌标记基因的mRNA水平显著降低。分别与发生VC的ApoE-/-和SIRT6 f/f小鼠相比较,SIRT6+/-ApoE-/-和SIRT6 f/f+CRE小鼠的VC病变更严重。采用高磷处理离体培养的主动脉环及原代VSMCs建立离体钙化模型,亦观察到钙化VSMCs的SIRT6表达显著降低,且SIRT6敲减显著增加主动脉环及原代VSMCs的钙化病变,而腺病毒过表达SIRT6显著减轻VSMCs的钙化损伤。机制研究方面,转录组测序发现SIRT6敲除导致VSMCs在表型转换、钙化等相关通路的基因表达存在显著差异;蛋白质组学-质谱技术发现SIRT6与RUNX2直接相互作用。进一步研究发现SUMO2/3、SIRT6和RUNX2三者间存在直接结合,且它们的蛋白水平呈同向变化,在钙化刺激12天后不断降解。RUNX2通过蛋白酶体而不是自噬途径降解,而SIRT6不通过这两种途径降解。高磷酸盐刺激或RUNX2过表达诱导RUNX2和SUMO2/3在VSMCs核内的蛋白水平和共定位均显著增加;而SIRT6过表达诱导RUNX2的总蛋白及其乙酰化和SUMO2/3化水平均逐渐降低,而SUMO2/3与RUNX2的比值逐渐增加。结果表明SIRT6通过调控RUNX2的去乙酰化,进而促进RUNX2的SUMO化和RUNX2的出细胞核和/或经蛋白酶体途径降解,从而抑制高磷刺激激活的RUNX2介导其活性依赖的VSMC成骨表型转化并缓解VC病变,为临床解决肾脏与心血管共病提供了新的思路和治疗靶点。
MANF调控ACTIN聚合抑制巨噬细胞迁移体形成并减弱炎症微环境中巨噬细胞与血管平滑肌细胞的相互作用进而拮抗高血压血管重塑的机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    蒋维
  • 依托单位:
Sirt6调控心肌细胞p53及其下游相关氧化应激和死亡信号通路抑制阿霉素心肌损伤的机制研究
  • 批准号:
    81870221
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    蒋维
  • 依托单位:
Sirt6调控肥大细胞NF kB/AP-1及相关炎症微环境抑制左心室缺血再灌后纤维化重塑的机制研究
  • 批准号:
    81670249
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    蒋维
  • 依托单位:
Adiponectin与内质网应激-自噬通路相互作用调节心脏肥大的机制研究
  • 批准号:
    31271226
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    蒋维
  • 依托单位:
国内基金
海外基金