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Sclerostin与慢性肾脏病患者血管钙化的关系
CKD
有局部sclerostin表达,无AVC的患者无sclerostin表达,有 AVC者sclerostin水平高于无AVC者『(1.78_+0.84)ixg/L比 (1.35+0.73)jxg/L,P=O.02],该研究证实selerostin表达于组 织钙化的局部。 Sclerostin和2型糖尿病患者的动脉硬化相关。一项 对78例2型糖尿病患者的研究显示,2型糖尿病伴动脉硬 化的患者血清sclerostin水平较高,sclerostin与颈动脉厚度 (carotid
morphogenetic
泌有机质并伴随钙磷沉积等步骤受高度调控的过程。目前 已经发现许多蛋白参与了血管钙化的过程,包括骨保护 素(osteoprotegerin,OPG)、碱性磷酸酶(alkaline
phosphatase,
ALP)、胎球蛋白A(fetuin—A)、基质Gla蛋白(matrix—gla protein,MGP)、甲状旁腺素(parathyroid hormone,PTH)、c 反应蛋白(C—reactive protein,CRP)等。最近发现了一种新
transcription
disease,CKD)患者死亡的主要原因,其
3—5
风险比普通人群高20~30倍”】。40%~60%的CKD
期患者存在冠状动脉和主动脉钙化,而CKD 5期患者的 钙化率高达80%~90%t”,血管钙化已成为CKD患者心血 管事件增加的独立危险因素[31。血管钙化并不是一个简 单的被动过程,而是经历血管平滑肌细胞(vascular
index,BMI)、高CRP、高
BMD),发现两者呈负相关””。另一项研究纳入60例CKD 5期白种人,进行髂骨、胸骨的活检,同时检测PTH、 sclerostin,分析发现,sclerostin对于预测高转运骨病具有 较高的阳性预测值,但是对于低转运骨病sclerosfin的阴性 及阳性预测值均小于0.72n”。血清PTH是骨外组织的产 物,仅仅间接反应骨形成,其对骨形成的预测价值有限, 而sclerostin可能是评价CKD骨形成的更合适的标记物, 但还需要进一步比较sclerostin和其他循环中骨形成标记 物,观察其对骨形成的影响,从而指导临床的诊断和治 疗。 目前,sclerostin抗体是骨质疏松的极具前景的治疗方 法。在健康的绝经后女性中,sclerostin抗体具有抑制皮质 骨和小梁骨流失的作用,并可以增加骨强度”‘1。sclerostin 抗体治疗或许可以用于CKD患者的治疗,但需要更细致 观察它在CKD患者骨形成及修复中的作用。 四、Sclerostin和血管钙化 动脉是人体内第二大容易发生钙化的部位。Wnt信 号参与了血管中层钙化和主动脉瓣钙化。最近的研究发 现,钙化的血管平滑肌细胞中表达sclerostinI”1。 Brandenburg等㈣纳入67例血液透析患者,同时以54例无 心血管疾病无CKD者作为对照组,进行多层螺旋CT扫 描,评价冠状动脉钙化(coronary 和主动脉瓣钙化(aortic
一、Sclerostin的来源和分子特征 Sclerostin被发现于2001年,它是由骨源性细胞(主要 是骨细胞)分泌的糖蛋白,包含213个氨基酸,相对分子质 量为22 000,破骨细胞不能分泌sclerostin。骨细胞通过 SOST基因表达产生sclerostin。SOST位于人染色体17q12一 q21,含有两个外显子和一个内含子。SOST基因在一些组 织器官中表达,包括心脏、主动脉、肝脏,在肾脏呈高水平 表达,出生后sclerostin蛋白的表达仅仅限于骨细胞、软骨 细胞和牙骨质细胞。Sclerostin的氨基酸序列和小鼠、大鼠 分别有88%、89%的同源性。Veverka等”1分析发现, sclerostin包含6个保守的半胱氨酸残基和一个保守的甘 氨酸残基和2个N.糖基化位点,将其和另外一个富含半 胱氨酸的分泌性糖蛋白家族DAN家族比较发现,二者氨 基酸序列存在很大的相似性,均包含“咣氨酸结”结构,故 将其归于含“胱氨酸结”的分泌型蛋白DAN家族。
intima—media
3期以后的患者存在骨和矿物质代谢异常,包括
thickness,IMT)、颈部斑块和主动脉
骨代谢异常和异位钙化,骨质疏松、血管钙化、心脏瓣膜 钙化等发生率显著增加,导致患者全因死亡率和心血管 病死率明显增加””。研究发现,CKD患者sclerostin水平是 健康人群的2~4倍H。CKD 3期患者开始出现sclerostin升 高,并且和肾小球滤过率(glomerular
・73
・综述・
Sclerostin与慢性肾脏病患者血管钙化的关系
王结姜埃利
心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)是慢性肾脏 病(chronic
kidney
二、Sclerostin与骨代谢 近年来骨代谢方面以研究经典Wnt—B—Catenin信号通 路对成骨细胞的影响为热点。当成骨细胞外Wnt因子与 膜受体卷曲蛋白结合后,通过一系列胞膜及胞质蛋白的 相互作用形成二聚体,使B—catenin在胞质内累积,然后进 入细胞核内与T细胞转录因子(T-cell—specific factor,TCF)/淋巴增强因子(1ymphoid
mass
rate,GFR)呈
负相关,CKD 5期患者sclerostin是肾功能正常者的4倍[161。 Ferreira等”71发现sclerostin和骨容积呈负相关。在一项前 瞻性的研究中,纳人CKD 5期维持性透析患者,检查基线 及1年后的血清sclerostin及骨密度(bone
mineral density,
激成骨细胞分化,提高碱性磷酸酶的活性,sclerostin可通 过抑制BMP活性而抑制骨形成。BMP抑制剂在机体的形 态发育和器官形成中有多种功能,可刺激成骨细胞分化, 提高碱性磷酸酶的活性。BMP抑制剂均具有“胱氨酸结” 结构,可以作为配体与多种质膜受体结合。根据所包含 胱氨酸结的大小,将BMP抑制剂分成3个次级家族:CAN
proteins,BMP)可以刺
的参与骨一血管轴代谢的蛋白——sclerostin,它具有内分
泌功能,可以进入血液循环,通过抑制Wnt通路减少成骨 细胞的分化及功能,它还可以在血管钙化部位表达,发挥 旁分泌作用,可能具有限制血管钙化的作用[41。本文就 sclerostin与CKD患者血管钙化的关系做一综述。
muscle smoothenhancing f Nhomakorabeactor,
cells,VSMCs)转分化为类成骨细胞,类成骨细胞分
LEF)共同结合形成复合聚体,激活下游靶基因的转录,促 进成骨细胞分化增殖”】。Sclerostin被骨细胞分泌后通过骨 小管到达骨表面,在骨表面和低密度脂蛋白相关受体 (LRP)5/LRP6受体结合,与卷曲蛋白及Wnt信号一起抑制 共区域化,减少成骨细胞生成和骨形成,促进成骨细胞凋 亡【”。 骨形成蛋白(bone
(由8个氨基酸组成)、twisted gastrulation(由9个氨基酸组 成)、chordin和noggin(由10个氨基酸组成),sclerostin属 于CAN家族“】。研究发现,sclerostin为BMP的抑制剂,对 BMP.6的亲和力最高,可明显抑制BMP一6,且具有剂量依 赖性,对BMP.7抑制作用较弱,对BMP一2、BMP一4亲和力最 小,几乎无抑制作用。Groppe等嗍研究发现,sclerostin是通 过与I型和Ⅱ型BMP受体竞争性结合,抑制BMP的转录 因子Smad因子,诱导Smad的转录和磷酸化作用,从而抑 制骨细胞的分化和骨形成。 Roudier等o“发现,sclerostin在长骨的骨膜、骨干以及 由肥大的软骨细胞形成的软骨膜处均有表达,但在不成 熟的软骨细胞及来源于软骨组织的肋骨处却无表达,这 说明sclerostin在长骨的形成中影响骨源性成骨,而对软骨 源性成骨无影响。有研究发现,sclerostin主要是由骨细胞 特异性表达的,并且在骨细胞介导的骨重建过程中有重 要作用”11。骨细胞表达的sclerostin通过下调BMP的活性 可以控制骨源性细胞或前成骨细胞的增殖、分化以及成 熟的成骨细胞的活性o“。此外,sclerostin不仅可以明显降 低间充质干细胞中碱性磷酸酶的表达,抑制其增殖,并能 促进骨细胞的凋亡【】31。目前针对骨质疏松的大多数治疗
valve artery
sclerostin、低eGFR与主动脉钙化相关。但是多因素回归 分析结果相反,较低的sclerostin成为主动脉钙化的独立危 险因素,提示sclerostin可能是血管钙化的保护因子。 Sclerostin和血液透析患者动静脉内瘘(arteriovenous fistula,AVF)钙化亦存在相关性。Balci等[251研究发现,血 液透析患者血清sclerostin明显高于性别、年龄相匹配的健 康对照组。高龄、较长的透析龄、糖尿病、外周血管疾病、 使用骨化三醇、低sclerostin与动静脉内瘘钙化相关,AVF 功能异常者sclerostin水平较高,sclerostin水平高于均值者 AVF使用寿命较短。多元回归发现,较低的sclerostin、外 周血管疾病、年龄是AVF钙化的独立危险因素。 CKD患者血管钙化的过程是血管平滑肌细胞在磷、 钙、FFH、FGF23、氧化应激、活性维生素D等因素作用下 向骨细胞、软骨细胞转分化,同时基质囊泡释放、细胞外 基质降解、羟磷灰石结晶形成,最终导致血管钙化[261。 Roman—Garcia等871建立了CKD小鼠模型,在高磷饮食作用 下,小鼠主动脉出现不同程度钙化,根据主动脉钙化情况 分为3组,组1为小鼠出现80%血管钙化,组2为小鼠出现 20%血管钙化,组3无血管钙化。采用微数列法分析3组 小鼠的31 000个基因,发现组1的肌肉相关基因表达明显 低于组2和组3,而骨相关基因明显高于组2和组3。S分 泌型卷曲相关蛋白(secretedfrizzled—relatedprotein,SFRP)是 骨相关基因产物,在组1中表达增加。SFRP作为Wnt通 路的抑制因子之一,在严重血管钙化部位表达显著增加, 这可以理解为一种保护性反应,目的是抑制Wnt旁路,限 制血管壁进一步钙化。而sclerostin亦是Wnt通路的抑制 因子,在血管平滑肌细胞向骨样细胞转化过程中表达增 加”“,可能在CKD血管钙化中发挥了类似的作用。 Sclerostin和CKD患者血管钙化的关系及机制并未明 确,其升高是由于释放增加,或排泄减少,或两者皆有,有 待进一步研究。此外,不同血管钙化的检测及评价方法、