GLP-1对于主动脉瓣间质细胞钙化的保护作用及其机制

Calcific aortic valve disease (CAVD) is one of the most common heart valve diseases in developed countries and its incidence increased gradually. There are currently no effective medical therapies for patients with CAVD. Pathological process of CAVD is partially similar to atherosclerosis and diabetes promotes the occurrence and development of CAVD. Based on the findings that the expression of glucagon like peptide-1 (GLP-1) is down-regulated in human calcific aortic valves, we will first culture porcine valvular interstitial cells (pVIC) and establish the calcific pVIC model by interlukin-18 (IL-18) and advanced glycation end products (AGEs) stimulation. After treating calcific pVIC model with GLP-1, calcification and the biological capacity of pVIC will be detected. Inhibition of MAPK and PI3K/Akt signal pathways will also be examined to clarify the protective effect and mechanisms of GLP-1 against calcification of pVIC. Finally we will treat rabbit aortic valve calcification model with GLP-1. Echocardiography and examination of tissue samples will be performed to assess the protective effect of GLP-1 against calcification of aortic valves in vivo. This project will provide new theory and medical therapeutic strategy for treatment of CAVD.

钙化性主动脉瓣疾病（CAVD）是西方社会最常见的瓣膜疾病之一，我国CAVD的发病率正逐年升高。目前对于CAVD尚缺乏有效的药物治疗手段。CAVD的病理过程与动脉粥样硬化相类似，而糖尿病促进CAVD的发生和发展。本研究在前期观察到胰高血糖素样肽(GLP-1)在人钙化主动脉瓣膜中表达显著降低的基础上，体外培养猪主动脉瓣间质细胞（pVIC），通过白介素18(IL-18)以及晚期糖基化终末产物(AGEs)刺激pVIC，建立pVIC钙化模型，并采用GLP-1干预，分析GLP-1对于pVIC钙化以及生物学功能的影响，检测GLP-1对于MAPK以及PI3K/Akt信号通路激活的抑制，阐明GLP-1对于VIC钙化的保护作用及机制。我们还采用GLP-1干预兔主动脉瓣钙化模型，通过心脏超声以及组织学检测体内评价GLP-1对于主动脉瓣钙化的保护作用。本研究将为CAVD的治疗提供新的理论基础和药物治疗策略。

主动脉瓣疾病是发达国家心血管疾病发病的主要原因，尤其在老年人群中发病率高其临床发病率随年龄增加而升高：大于65岁人群发病率约2%，而大于80岁人群发病率则超过4%。随着未来几十年医学的进步，人们预期寿命的增加，其患病率可能会继续增加。本课题探讨胰高血糖素样肽-1(GLP-1）对主动脉瓣间质细胞（VICs）表型转化的影响，提示GLP-1在钙化性主动脉瓣疾病发生发展中所扮演的角色。我们通过体外实验和动物实验两个过程进行研究。首先用胶原酶消化法分离并培养猪主动脉瓣膜间质细胞，用高钙（2.8mmol/L），高磷（2.0mmol/L）法刺激建立主动脉瓣间质细胞钙化模型，实验分为对照组和GLP-1干预组，通过对照研究，得出GLP-1干预组OPN，Runx-2 等钙化标志物的mRNA和蛋白表达都降低，并得出GLP-1通过抑制p65，p38两条信号传导通路从而抑制钙化。动物实验，我们采用SPF级小鼠，随机分成A、B、C、D四组（n=9）：A组（GLP-1干预组）给予1.25%高脂高胆固醇+维生素D2饮食+皮下注射GLP-1，B组（高脂高胆固醇饮食组）给予1.25%高脂高胆固醇饮食+维生素D2饮食 ，C组（GLP-1对照组）给予正常基础饮食+皮下注射 GLP-1 ，D组（正常饮食组）给予正常基础饮食。12周后，检测各组小鼠二维超声心动图数值，包括主动脉瓣口面积（AVA），左心室射血分数（EF），瓣叶厚度（T），左室收缩末内径（LVDs），跨瓣流速（TV）。然后将小鼠脱颈处死取出主动脉瓣根部组织及血清，用钙离子检测试剂盒测定小鼠血清钙浓度，同时Von Kossa染色观察瓣膜组织钙化情况，并用免疫组化法检测各组主动脉瓣标本中骨桥蛋白（OPN）以及相关信号通路磷酸化p38蛋白的表达水平。结果 、GLP-1对照组小鼠瓣叶厚度，跨瓣流速，左室收缩末内径及血清钙离子浓度低于高脂高胆固醇饮食组，而瓣口面积及左室射血分数高于高脂高胆固醇饮食组(P＜0.05)，骨桥蛋白（OPN）以及相关信号通路p38蛋白的表达也明显低于高脂高胆固醇饮食组（P＜0.05）。我们的研究结果显示GLP-1能够通过抑制P38这条信号通路抑制主动脉瓣钙化，为钙化性主动脉瓣疾病药物的早期药物预防及治疗提供了新的可能。