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背景:肺动脉高压(Pulmonary Hypertension,PH)是指在海平面静息状态下右心导管测定肺动脉平均压力持续超过20mm Hg,以持续性肺血管的收缩增强以及肺血管的重塑为特征,继而导致右心衰竭甚至死亡的一种疾病。血管钙化常见于衰老、慢性肾病、糖尿病和动脉粥样硬化,与心血管疾病的发病率和死亡率密切相关。血管钙化主要发生在血管中膜层,而中膜层的细胞主要以平滑肌细胞为主,所以血管中膜层钙化的发生和发展与平滑肌细胞密切相关。镁离子(Mg2+)作为细胞内最丰富的二价阳离子,在调节心血管功能的许多生理、生化和细胞过程中都发挥着关键作用。近几年Mg2+的另一重要作用被发现:即抑制钙化。Mg2+在体外和体内都被广泛认为是血管钙化的有效抑制剂,不仅可以预防血管钙化,而且可以降低现有的血管钙化。本研究通过野百合碱(Monocrotaline,MCT)一次性腹腔注射及慢性低氧(Chronic hypoxia,CH)持续诱导建立PH大鼠模型,并通过高镁饮食治疗,进而观察PH大鼠模型以及高镁饮食后模型肺动脉钙化的改变情况;在细胞水平建立肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)钙化模型,观察钙化对PASMCs增殖、迁移及凋亡能力的影响,并在钙化形成过程中用不同Mg2+浓度干预PASMCs,检测各不同Mg2+浓度处理后钙化细胞增殖、迁移及凋亡能力的变化,以进一步明确Mg2+在PASMCs钙化中的预防作用,为预防和治疗血管钙化提供可靠的理论依据。目的:观察PH大鼠中肺动脉的钙化情况及Mg2+对其钙化的防治作用方法:(1)清洁级雄性SD大鼠分别经一次性腹腔注射MCT及CH诱导建立PH大鼠模型,高镁组给予10%Mg SO410m L/kg/d灌胃。采用右心室内压(Right ventricular systolic Pressure,RVSP)、右心质量指数(Right ventricular mass index,RVMI)测定及HE染色鉴定模型;(2)Western blot检测PH大鼠及高镁摄入组PH大鼠肺动脉标本中成骨标记物的表达情况;(3)培养原代PASMCs并用10m Mβ-甘油磷酸(βGP)干预7d,建立PASMCs钙化模型,茜素红染色鉴定钙化模型;(4)Realtime PCR、Western blot检测钙化模型及不同Mg2+浓度干预后细胞中成骨标记物的表达情况;(5)Ed U、MTS及细胞计数检测钙化模型及不同Mg2+浓度干预后细胞增殖能力的变化,划痕实验检测其迁移能力,流式细胞计量术检测钙化细胞及不同Mg2+浓度干预后细胞的凋亡变化情况。结果:与正常对照组对比,(1)PH模型大鼠的RVSP及RVMI均显著升高,肺组织内小动脉管壁增厚明显,管腔狭窄,提示由MCT及CH诱导产生的PH大鼠模型建立成功;(2)高镁摄入组PH大鼠模型RVSP和RVMI较正常饮食PH大鼠模型显著下降,肺内小动脉重构程度减轻,管壁变薄,管腔变大;(3)PH模型大鼠的肺动脉中成骨标记物Runx2、Msx2、SOX9蛋白表达均显著升高,而高镁摄入组PH大鼠模型中成骨标记物Runx2、Msx2、SOX9的蛋白表达水平趋于正常;(4)经高磷诱导液干预7天的PASMCs中出现大量钙沉积,钙化模型中成骨标记物Runx2、Msx2及SOX9 m RNA及蛋白表达均显著升高,钙化抑制因子基质糖蛋白MGP m RNA及蛋白表达显著降低,表明PASMCs钙化模型制备成功;(5)PASMCs在钙化过程中增殖、迁移能力均降低,而凋亡率增加;(6)在PASMCs钙化过程中给予不同Mg2+浓度干预,与PASMCs钙化模型相比,随着Mg2+浓度的增加,7d后细胞中成骨标记物Runx2、SOX9、Msx2表达显著下降,钙化抑制因子MGP表达逐渐增加,且均呈现Mg2+浓度依赖性;(7)随着Mg2+浓度的增加,钙化导致的增殖及迁移能力降低呈现逐步恢复的趋势,凋亡情况也逐渐逆转,且这种缓解作用也均呈现Mg2+浓度依赖性。结论:PH大鼠模型中肺动脉存在钙化趋势,高镁摄入可有效缓解PH大鼠中肺血管重构及肺动脉压力升高情况,并可有效抑制PH大鼠模型肺动脉中成骨标记物Runx2、Msx2、SOX9的表达;高磷可诱导PASMCs钙化,并导致PASMCs增殖及迁移能力下降,同时促使PASMCs凋亡。而Mg2+可降低成骨标记物Runx2、Msx2、SOX9的表达,促进钙化抑制因子MGP的表达,并使PASMCs增殖、迁移能力逐渐恢复,凋亡率降低,且这些逆转作用均呈现Mg2+浓度依赖性。