血管“石化”之謎：誰在操控平滑肌細胞的“叛變”？從機制揭秘到實驗指南，全面解析鈣化誘導技術 | 上海富衡
血管鈣化：沉默的“血管石化”危機
血管鈣化是動脈粥樣硬化、慢性腎病和糖尿病等疾病的核心病理特征，其本質是血管平滑肌細胞（VSMCs）的成骨樣轉分化——原本負責血管收縮的VSMCs“叛變”為骨樣細胞，分泌鈣鹽形成鈣化斑塊，導致血管僵硬、心血管事件風險激增。
核心病理機制：
高磷驅動：高磷環境通過激活氧化應激和鐵死亡（SLC7A11/GPX4軸抑制），促進鈣鹽沉積。
信號通路失控：CXCL5-TGF-β受體1、TLR4-NF-κB、NR4A3-糖酵解等通路推動成骨轉化。
表觀遺傳調控：乳酸誘導的組蛋白H3K18乳酰化直接激活成骨基因（如Phospho1）。
性別差異：雌激素通過PI3K/Akt通路抑制Runx2，保護絕經前女性血管健康。
實驗室攻堅：如何讓VSMCs“叛變”？
細胞模型：
細胞選擇：大鼠主動脈VSMCs（如A7R5細胞系）或原代細胞，傳代≤5代以維持分化能力。
誘導試劑組合：β-甘油磷酸鹽（β-GP 10 mmol/L+氯化鈣（CaCl?2-6 mmol/L）模擬高磷血癥。
誘導時間：1-3周（鈣結節肉眼可見）。
動物模型：
慢性腎病模型：5/6腎切除聯合高磷飼料（CKD模型）。
急性模型：維生素D3（50萬單位/kg，皮下注射3天）或華法林誘導（150 mg/kg，皮下注射3周）。
基因編輯：CRISPR/Cas9敲除Arntl基因可加劇鈣化，而過表達則抑制成骨轉分化。
代謝干預：鐵死亡抑制劑（Ferrostatin-1）或乳酸脫氫酶抑制劑（FX-11）可逆轉鈣化。
動態監測：活細胞成像追蹤鈣結節形成，單細胞測序解析異質性。
關鍵實驗操作與避坑指南
核心步驟
細胞接種：密度1×10^5 cells/孔，預鋪促貼壁試劑（如明膠等）防止細胞脫落。
培養基配制：基礎培養基+鈣化因子（上海富衡，WWL-Y030），嚴格無菌操作。
換液策略：每2天全量換液，換液時動作輕柔避免機械損傷已形成的鈣結節。
常見失敗原因
細胞狀態差：高代次細胞成骨能力下降，需定期檢測α-SMA表達。
誘導劑毒性：β-GP濃度＞10 mmol/L或CaCl?＞6 mmol/L導致細胞死亡。
批次差異：不同批次試劑或培養基成分影響鈣化均一性。
結果驗證：如何捕捉“叛變”證據？
定性檢測：
茜素紅染色：鈣結節呈橘紅色，適用于細胞模型。
Von Kossa染色：磷酸鹽沉積顯黑色，用于動物組織切片。
定量分析：
鈣含量測定：鄰-甲酚酞絡合法檢測總鈣濃度。
成骨標志物：Western blot檢測Runx2、ALP、骨鈣素表達。
高通量技術：
單細胞測序：解析鈣化過程中VSMCs的轉錄組異質性。
結語
血管鈣化是VSMCs“叛變”引發的多維度病理事件，從代謝重編程到表觀遺傳修飾，每一環節都藏著治療突破口。無論是基礎研究還是藥物開發，深入解析這些機制將為心血管疾病治療開啟新紀元。
參考文獻與產品推薦：
血管鈣化誘導試劑盒：大鼠血管平滑肌細胞鈣化誘導分化與檢測試劑盒（富衡，WWL-Y030）；人血管平滑肌細胞鈣化誘導分化與檢測試劑盒（富衡，WWL-Y032）；小鼠血管平滑肌細胞鈣化誘導分化與檢測試劑盒，WWL-Y031）。
【1】Hao-Yue Tang,Ai-Qun Chen,Huan Zhang, et al.
Vascular Smooth Muscle Cells Phenotypic Switching in Cardiovascular Diseases. Cells. 2022;11
(24):4060-4060. doi:10.3390/cells11244060
【2】Karen Muyor,Jonas Laget,Irene Cortijo,et al.
Vascular calcification in different arterial beds in ex vivo ring culture and in vivo rat model. Scientific Reports. 2022;12
(1):0-0. doi:10.1038/s41598-022-15739-w
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