Nox5, образующий активные формы кислорода, связывает фенотипическое переключение гладкомышечных клеток сосудов с кальцификацией сосудов, опосредованной внеклеточными везикулами

Обоснование: Кальцификация сосудов, то есть образование кристаллов фосфата кальция в сосудистой стенке, опосредуется гладкомышечными клетками сосудов (VSMCs). Однако лежащие в ее основе молекулярные механизмы остаются неясными, что препятствует разработке терапии, основанной на воздействии на конкретные механизмы. Цель: Фенотипическое переключение характеризуется утратой сократительных белков и усилением миграции и пролиферации; при этом VSMCs называют синтетическими. Мы исследовали, как фенотипическое переключение VSMCs влияет на кальцификацию сосудов, а также возможную роль Nox5 (NADPH-оксидазы 5) — уникальной кальций-зависимой системы образования активных форм кислорода (ROS). Методы и результаты: В культурах синтетических VSMCs in vitro по сравнению с сократительными VSMCs наблюдалось снижение экспрессии сократительных маркеров CNN-1 (кальпонин 1), α-SMA (α-актин гладких мышц) и SM22-α (белок гладких мышц 22α), а также повышение экспрессии синтетического маркера S100A4 (кальций-связывающий белок S100 A4). Это сопровождалось усилением кальцификации синтетических клеток в ответ на высокую концентрацию внеклеточного Ca2+. Фенотипическое переключение сопровождалось повышением уровней ROS и Ca2+-зависимой Nox5 в синтетических VSMCs. Сама Nox5 регулировала фенотип VSMCs: подавление Nox5 с помощью siRNA повышало экспрессию сократительных маркеров и снижало кальцификацию, тогда как сверхэкспрессия Nox5 уменьшала экспрессию сократительных маркеров. Образование ROS в синтетических VSMCs зависело от концентрации Ca2+ в цитозоле, что согласуется с его опосредованием Nox5. Обработка VSMCs внеклеточными везикулами (EVs), нагруженными Ca2+, приводила к повышению концентрации Ca2+ в цитозоле. Ингибирование эндоцитоза EVs с помощью диназора блокировало повышение концентрации цитозольного Ca2+ и кальцификацию VSMCs. Усиление образования ROS приводило к увеличению высвобождения EVs и снижению их фагоцитоза VSMCs. Выводы: Мы показали, что сократительные VSMCs устойчивы к кальцификации, и идентифицировали Nox5 как ключевой регулятор фенотипического переключения VSMCs. Кроме того, мы описали новый механизм поступления Ca2+ посредством EVs и показали, что Ca2+ индуцирует образование ROS в VSMCs через Nox5. Образование ROS необходимо для высвобождения EVs, которые способствуют кальцификации. Выявление молекулярных путей, контролирующих Nox5 и EVs, происходящие из VSMCs, открывает потенциальные мишени для регуляции сосудистого ремоделирования и кальцификации в условиях нарушения минерального баланса. Для этой статьи доступен графический реферат.