雌激素通过HIF-α抑制冠状动脉钙化的作用及机制研究

Coronary artery calcification has been recognized as the most important predictor of cardiovascular events in the past two years. In previous research we found the coronary artery calcification score in postmenopausal women was significantly higher compared to that of postmenopausal women in Yunnan rural population, and the coronary artery calcification score increased when the esstrogen withdraw, suggesting that estrogen may have inhibitory effect on coronary artery calcification, but the mechanism is unknown. The latest research results showed that estrogen regulates hypoxia inducible factor -1 (HIF-1 α) in bone mineralization, giving the HIF-1 α is a key regulator in coronary atherosclerosis， based on the previous research we hypothesize that estrogen may inhibit coronary artery calcification by regulation of HIF-1 α. This project intends to base on collected coronary artery calcification data of rural population of Yunnan, ascertain the relationship among coronary artery calcification,serum estradiol and the gene polymorphism of estrogen receptor;secondly, ovariectomized rats and vascular smooth muscle cell are planing to applied to explore the intrinsic mechanism of estrogen-HIF-1 α pathway in inhibition of coronary artery calcification; finally, we plan to evaluate the inhibitory effect of this pathway on arterial calcification using estrogen replacement, osteocalcin gene silence and HIF-1α inhibitor on vascular calcification rats model.The project aims to provide theoretic basis and new ideas for the inhibition of coronary artery calcification.

冠状动脉钙化已成为国际公认的心血管事件预测因子。前期研究中我们发现云南农村绝经期妇女冠状动脉钙化积分较未绝经妇女升高，纵向研究显示妇女绝经后冠状动脉钙化积分有上升趋势，提示雌激素可能抑制冠状动脉钙化，但机制不明。最新研究表明雌激素可通过稳定缺氧诱导因子（HIF-α）而改变骨矿化，由于HIF-α是引起冠状动脉粥样硬化的关键因子，有理由认为雌激素通过HIF-α抑制冠状动脉钙化，国内外未见报道。本项目拟利用云南大理白族人群为对象，探讨血清雌激素、雌激素受体基因多态性与冠状动脉钙化之间的关系；同时采用apoE敲除小鼠模型、卵巢切除大鼠模型及血管平滑肌细胞模型为研究对象，通过雌激素替代干预、骨钙素基因沉默干预、HIF-α抑制剂干预等手段评价通路对动脉钙化的调控效应，研究雌激素-HIF通路调控冠状动脉钙化的内在机制，旨在为防治冠状动脉钙化的防治提供新的思路。

长期以来，血管钙化一直被认为是一种被动过程，属于与年龄有关的血管老化，有时也与代谢紊乱有关，如慢性肾功能不全或高磷酸盐血症等。然而，在过去的二三十年中，这一领域的深入研究已经突破了我们对血管钙化的理解和认识，冠状动脉钙化现在被认为是一个主动的、可调节的过程。除了冠状动脉钙化检测带来的心血管风险预测价值，冠状动脉钙化的病理生理及其在动脉粥样硬化进展、血栓形成中的作用均提示：对冠状动脉钙化的深入研究对冠心病发病机制、诊断、治疗过程中有重要意义。在50-59岁的绝经期女性中，长期雌激素替代治疗在一定程度上降低冠状动脉钙化的水平。本项目从雌激素入手，利用冠状动脉钙化临床数据、动物和细胞模型，采用药物干预、基因干预等技术手段，从分子、细胞及整体水平，探讨雌激素及其下游分子对冠状动脉钙化的影响及作用机制，我们的研究结果揭示：1、雌性SD大鼠切除卵巢后雌激素水平明显降低，给予维生素D3建立血管钙化模型。去势、钙化大鼠主动脉钙化、骨钙素、HIF-1α表达明显增加。雌激素、缺氧诱导因子HIF-1α抑制剂、siRNA沉默干预均能影响影响大鼠主动脉钙化。2、血管平滑肌细胞A7r5细胞经CaCl2诱导建立细胞钙化模型。雌激素一方面通过抑制PI3K/Akt信号转导，降低Runx2的表达影响血管钙化进程。一方面通过调节HIF-1α的表达抑制钙化及骨相关转录因子BMP2- p-Smad1/5/8从而影响血管钙化。3、分民族、年龄收集云南大理地区绝经期妇女病例，筛查与CAC相关的临床指标。发现血雌激素水平、骨钙素与冠状动脉钙化积分成正相关，雌激素受体、骨钙素基因多态性与CAC无明确相关性。在该人群中，脉压差与冠状动脉钙化Agatston评分、体积、质量和密度呈正相关。PP可预测CAC和Framingham风险评分。在农村人群中，在可获得性差、经济条件差的人群中，与冠状动脉CT扫描相比，脉压差测量可作为一种替代的、方便的CAC风险评估方法。4、完成了国内外第一部系统论述冠状动脉钙化的专著。5、培养硕士研究生6名。