导语：本文深入探讨了慢性肾病（CKD）中血管钙化（VC）的分子机制。该研究不仅阐明了SGK3与Pit-1之间的相互作用及其在血管钙化中的关键角色，还为CKD相关心血管疾病的治疗提供了新的视角和潜在靶点，有望改善患者的临床疗效及预后。
血管钙化（VC）是慢性肾病（CKD）的并发症之一，是导致心血管事件和增加死亡率的重要因素。尽管已有大量研究关注于血管钙化的机制，但调控VC的具体分子机制仍然不完全清楚。特别是，血清和糖皮质激素诱导的激酶3（SGK3）在调节肠道和肾脏中的钠依赖性磷酸盐共转运体中的作用已被发现，但其对CKD中VC的影响尚属未知。此外，III型钠依赖性磷酸盐共转运体-1（Pit-1）在血管平滑肌细胞（VSMCs）中的VC发展中扮演重要角色，SGK3是否调控Pit-1及其分子层面的具体机制尚待阐明。
2024年1月，Theranostics杂志于发表了一篇题为“SGK3 promotes vascular calcification via Pit-1 in chronic kidney disease”的研究，首次揭示了SGK3通过调控Pit-1在CKD模型中促进VC的分子机制。不仅为我们理解CKD中VC的分子基础提供了新的视角，也指出了SGK3-Pit-1轴作为潜在的治疗靶点，为开发新的治疗策略提供了可能。
研究方法
本研究是一项结合了动物模型和体外试验的基础研究，旨在探讨SGK3在CKD相关血管钙化中的作用及其分子机制。研究中使用了DBA2和C57BL/6J小鼠，通过5/6肾切除术建立CKD模型，并分别给予高磷（HP）和正常磷（NP）饮食。此外，还建立了动静脉瘘（AVF）模型，模拟CKD患者血管通路的钙化情况。在体外实验中，使用小鼠和人类VSMCs，通过高磷培养基、β-甘油磷酸盐或尿毒症血清处理，模拟高磷诱导的VSMCs钙化和表型转换。
研究结果
SGK3在CKD血管钙化中的上调作用
研究发现，在慢性肾病（CKD）诱导的尿毒性小鼠模型中，SGK3在动静脉瘘（AVF）的流出静脉和主动脉中的表达显著上调。具体数据显示，与正常饮食（Sham+NP）相比，高磷饮食（CKD+HP）组小鼠主动脉中SGK3的蛋白表达显著增强，通过免疫组化和西方印迹分析得到了验证。此外，钙沉积的定量分析也表明CKD+HP组小鼠主动脉中钙含量显著增加，与SGK3的表达水平呈正相关。
图1：体内外钙化VSMCs中SGK3蛋白表达升高。A. 血尿素氮（BUN）、血清肌酐（Cr）、钙（Ca）和磷酸盐（Pi）水平；B. 在CKD小鼠的主动脉中检测到Alizarin红S染色和代表性免疫组化染色的SGK3；C. 通过免疫印迹分析检测CKD小鼠主动脉中SGK3、RUNX2和BMP2的蛋白表达水平。
SGK3对VSMCs钙化和表型转换的影响
在体外实验中，研究人员发现高磷条件下培养的血管平滑肌细胞（VSMCs）中SGK3的mRNA和蛋白表达水平显著上调，并伴随着Pit-1、BMP2和RUNX2等成骨标记物的蛋白水平增加，而α-SMA蛋白水平下降，指示了VSMCs的表型转换。通过Alizarin Red S染色和钙含量定量分析，研究人员证实了高磷诱导的VSMCs钙化现象。
图2：D. 检测CKD小鼠主动脉中的总钙含量；E. 小鼠主动脉中SGK3表达与钙沉积之间存在显著的正相关。
SGK3抑制对钙化和表型转换的逆转作用
进一步的实验中，使用SGK3抑制剂SGK3-PROTAC1处理VSMCs，结果显示SGK3抑制显著减少了高磷诱导的钙沉积增加，Alizarin Red S染色和钙含量定量分析均证实了这一点。此外，通过慢病毒介导的SGK3 shRNA敲除SGK3表达，同样观察到了对VSMCs钙化的显著抑制效果。
图3：在体外实验中，抑制SGK3可减弱高磷酸盐诱导的VSMCs钙化和表型转换
SGK3对Pit-1表达和活性的调控
研究人员还发现SGK3能够通过NF-κB信号通路增强Pit-1的mRNA转录，并且通过抑制Nedd4-2的活性降低Pit-1的泛素化水平，从而减少Pit-1的蛋白酶体途径降解。此外，SGK3与Pit-1在loop7的Thr468位点相互作用，并磷酸化Pit-1，增强了Pit-1的活性和磷酸盐摄取。
SGK3/Nedd4-2信号通路在VSMCs钙化中的作用
通过siRNA技术敲除Nedd4-2的表达，研究人员发现Nedd4-2的活性降低可以减少Pit-1的蛋白降解，导致Pit-1蛋白水平上升，这进一步证实了SGK3/Nedd4-2信号通路在调控Pit-1稳定性和VSMCs钙化中的关键作用。
总结
本研究揭示了SGK3通过Pit-1促进CKD中VC的新机制，为未来的治疗策略提供了可能的分子靶点。SGK3的上调和Pit-1的活化在CKD血管钙化中起着至关重要的作用，而通过抑制SGK3的活性或阻断其与Pit-1的相互作用，可能为减缓甚至治疗CKD患者的血管钙化提供了新的治疗途径。这一发现不仅丰富了我们对CKD血管并发症分子机制的认识，也为开发新的治疗药物提供了科学依据，有望改善CKD患者的预后和生活质量。
参考文献：
Dong QQ, Tu YC, Gao P, et al. SGK3 promotes vascular calcification via Pit-1 in chronic kidney disease[J]. Theranostics. 2024, 14(2):861-878. doi: 10.7150/thno.87317.
编辑：连翘
二审：清扬
三审：碧泉
排版：半夏
