近日，浙江大學(xué)蔡哲鈞及華中科技大學(xué)李飛共同通訊在European Heart Journal（IF=30）發(fā)表研究論文（Endothelial cell-derived tetrahydrobiopterin prevents aortic valve calcification Get access Arrow），證明內(nèi)皮依賴性BH4水平的降低促進(jìn)了過(guò)氧亞硝酸鹽的形成，最終導(dǎo)致主動(dòng)脈瓣鈣化；而飲食補(bǔ)充葉酸（FA）可通過(guò)挽救BH4的生物利用度來(lái)減輕高膽固醇血癥引起的主動(dòng)脈瓣鈣化。該研究中Apoe^?/?鼠、Gch1^fl/fl鼠和Tie2-Cre鼠由集萃藥康供應(yīng)。

鈣化性主動(dòng)脈瓣疾?。–AVD）是常見(jiàn)的心血管疾病，以主動(dòng)脈瓣及其周?chē)M織纖維化、硬化、鈣鹽沉積為主要改變，主動(dòng)脈瓣狹窄為主要功能損害。主動(dòng)脈瓣由瓣膜間質(zhì)細(xì)胞（VIC）和瓣膜內(nèi)皮細(xì)胞（VEC）組成。瓣膜內(nèi)皮細(xì)胞衍生的一氧化氮（NO）是瓣膜鈣化早期階段的天然抑制劑，也是瓣膜穩(wěn)態(tài)和病理的重要調(diào)節(jié)劑。研究表明，eNOS功能障礙在主動(dòng)脈瓣鈣化的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。四氫生物蝶呤（BH4）是eNOS生物學(xué)功能的關(guān)鍵決定因素，BH4不足可引起內(nèi)皮一氧化氮合酶功能障礙，導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙并引發(fā)血管疾病。但BH4在主動(dòng)脈瓣鈣化中的作用尚未明確。

本研究探索VEC衍生的BH4在主動(dòng)脈瓣鈣化中的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)BH4水平降低會(huì)導(dǎo)致VEC產(chǎn)生過(guò)氧亞硝酸鹽（ONOO-），促進(jìn)VIC中Y628動(dòng)力蛋白1的酪氨酸硝化，隨后導(dǎo)致VIC成骨分化和瓣膜鈣化。

研究結(jié)果

1、鈣化性主動(dòng)脈瓣疾病患者血漿和主動(dòng)脈瓣中BH4水平、BH4:BH2比值、GCH1和DHFR表達(dá)降低，而過(guò)氧亞硝酸鹽生成增加。與正常主動(dòng)脈瓣相比，鈣化主動(dòng)脈瓣中BH4生物合成的兩種關(guān)鍵酶，鳥(niǎo)苷5'-三磷酸環(huán)水解酶I（GCH1）和二氫葉酸還原酶（DHFR）顯著減少。

圖1 CAVD患者的BH4生物合成減少

2、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明內(nèi)皮細(xì)胞特異性GCH1缺乏促進(jìn)主動(dòng)脈瓣鈣化，并誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞活化和主動(dòng)脈瓣的纖維化重塑，增加了主動(dòng)脈瓣中過(guò)氧亞硝酸鹽的形成。24周西方飲食作用后，與Apoe^?/?Gch1fl/fl小鼠相比，Apoe^?/?中Gch1的內(nèi)皮細(xì)胞特異性缺陷小鼠（Apoe^?/?Gch1^fl/flTie2 Cre）的主動(dòng)脈瓣葉中的跨瓣峰值射流速度、鈣沉積、Runx2、dihydroethidium (DHE) 和3-硝基酪氨酸（3-NT）水平明顯升高。

圖2 內(nèi)皮細(xì)胞特異性Gch1缺乏促進(jìn)體內(nèi)主動(dòng)脈瓣鈣化

3、過(guò)氧亞硝酸鹽通過(guò)Y628動(dòng)力蛋白1硝化促進(jìn)VEC衍生的BH4減少而誘導(dǎo)的VIC成骨分化。氧化的LDL (ox-LDL) 與si-GCH1或 si-DHFR 轉(zhuǎn)染的VEC共培養(yǎng)誘導(dǎo)瓣膜間質(zhì)細(xì)胞 (VIC) 的成骨細(xì)胞分化，而補(bǔ)充BH4可以消除這種影響。VECs中BH4的缺乏導(dǎo)致VICs在ox-LDL 刺激下過(guò)氧亞硝酸鹽形成增加和3-NT蛋白增加。

圖3 VEC衍生的BH4可防止VIC成骨分化

圖4 過(guò)氧亞硝酸鹽有助于VEC衍生的四氫生物蝶呤還原誘導(dǎo)VIC成骨分化

圖5 過(guò)氧亞硝酸鹽通過(guò)Y628動(dòng)力蛋白1硝化促進(jìn)VIC成骨分化

4、葉酸通過(guò)VEC中DHFR抑制VIC成骨分化，并挽救四氫生物蝶呤減輕高膽固醇血癥引起的主動(dòng)脈瓣鈣化，抑制主動(dòng)脈瓣的內(nèi)皮活化和纖維化重塑。

圖6 葉酸通過(guò)VEC中的DHFR抑制VIC成骨分化

圖7 葉酸減輕西方飲食喂養(yǎng)的Apoe^-/-小鼠的主動(dòng)脈瓣鈣化

結(jié)論

隨著人口老齡化，鈣化性主動(dòng)脈瓣疾?。–AVD）的發(fā)病率在我國(guó)呈逐年上升趨勢(shì)，已成為老年人常見(jiàn)心臟瓣膜病。CAVD以往被視為是一種與瓣膜退行性變、鈣鹽沉積相關(guān)的被動(dòng)過(guò)程，最 新研究表明，CAVD的發(fā)生可能涉及內(nèi)皮損傷、脂質(zhì)浸潤(rùn)、慢性炎癥、基質(zhì)重塑、細(xì)胞分化、進(jìn)展性鈣化等復(fù)雜變化的主動(dòng)過(guò)程。本研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮依賴性BH4水平的降低促進(jìn)了過(guò)氧亞硝酸鹽的形成，隨后導(dǎo)致DRP1酪氨酸硝化和 VIC的成骨細(xì)胞分化，從而導(dǎo)致主動(dòng)脈瓣鈣化。因此，在飲食中補(bǔ)充FA可能會(huì)減輕高膽固醇血癥引起的主動(dòng)脈瓣鈣化。

集萃藥康斑點(diǎn)鼠計(jì)劃旨在對(duì)小鼠基因組中可設(shè)計(jì)策略的所有蛋白編碼和非編碼基因逐一進(jìn)行CKO/KO模型制作，最終形成小鼠全部基因型品系庫(kù)，實(shí)現(xiàn)快速供鼠。當(dāng)前，斑點(diǎn)鼠總品系數(shù)量達(dá)22000+，覆蓋腫瘤、代謝、免疫、發(fā)育、DNA及蛋白修飾等諸多熱門(mén)領(lǐng)域，滿足不同方向科研人員實(shí)驗(yàn)用鼠需求。