BMP2信号通路调控肾乳头钙化与特发性草酸钙结石形成的相关性研究

最新研究表明肾脏Randall钙斑是尿石形成的基础和起始环节，是位于肾乳头下间质的异位钙化；高钙尿或1,25-(OH)2D3/VDR可能通过多种机制导致肾钙斑形成；骨形态发生蛋白(BMP2)信号通路在正常骨质形成和异位钙化中起重要作用；炎症、代谢紊乱等因素可启动BMP2信号通路诱导多潜能间充质细胞向成骨样细胞分化，产生异位钙化。本研究拟通过特发性高钙尿的肾草酸钙结石患者和遗传高钙尿结石鼠（GHS鼠）这一理想的特发性高钙尿动物模型，研究BMP2信号通路各分子在肾组织中的表达及与肾乳头钙化的相关性，通过抑制或过表达BMP2研究其对肾乳头和细胞钙化的影响，同时研究高钙尿、1,25-(OH)2D3/VDR对BMP2信号通路的调控机制，为肾特发性草酸钙结石靶向治疗和预防提供理论依据。

本研究表明骨形态发生蛋白2（BMP2）信号通路各分子在肾脏组织中的异常表达与肾乳头钙化密切相关，且为特发性草酸钙结石形成的重要因素。我们通过遗传性高钙大鼠（GHS大鼠）动物模型和特发性高钙尿草酸钙结石患者，研究了BMP2信号各分子通路（BMP2、Cbfα1、Msx2、Osterix）、维生素D受体（VDR）以及成骨样细胞表型分子（OPN、ALP）在肾组织中表达，同时研究了高钙尿和1,25-(OH)2D3/VDR对BMP2信号通路的调控作用。研究表明：与正常对照SD大鼠（NC组）相比，GHS大鼠肾脏BMP2、Cbfα1、Msx2和Osterix在mRNA和蛋白水平的表达均明显增强。在人体组织研究实验中，我们发现特发性高钙尿草酸钙结石患者组BMP2通路各信号分子和VDR在mRNA水平均明显高于非结石组；而在蛋白水平，检测发现结石组BMP2及VDR表达高于对照结石组。动物体内实验发现经VDR-ShRNA慢病毒处理的GHS大鼠，其肾组织BMP2信号分子在mRNA和蛋白水平表达均下调，Van kossa染色亦表明钙质染色程度降低。体外实验研究发现GHS大鼠Henle袢细段上皮细胞经VDR-ShRNA转染后，其BMP2通路各分子均明显低表达，此外VD3加入上皮细胞培养基可明显正性上调BMP2通路各分子表达。本实验阐明了BMP2信号调控在特发性高钙尿草酸钙结石形成中的重要意义，为该疾病的治疗提供了理论依据。