血管石灰化のin vitroおよびex vivoアッセイの開発、確立、および検証

目的：血管石灰化（VC）は、慢性腎疾患の患者の大きな合併症の1つであり、カルシウムとリン酸代謝が重要な役割を果たしています。VCの根底にあるメカニズムは、これまで完全に明らかにされていません。関与するメディエーターの識別と特性評価を目的とした研究は非常に関連性が高いため、この研究では、これらの研究の比較可能性を目指すために、in vitroおよびex in vivoアプローチのための標準化された動作プロトコルを開発しました。 アプローチと結果：VCを研究するために、in vitroおよびex vivoの実験条件で分析しました。したがって、血管平滑筋細胞は、in vitro実験とex in vivo実験のためにラット大動脈に使用されました。石灰化の程度は、カルシウム濃度の定量化とvon Kossa染色によって推定されました。その結果、VCで実験を実行するための段階的なプロトコルが確立されました。血管平滑筋細胞と大動脈輪のVCの程度と位置が、培地のリン酸塩とCACL2濃度とインキュベーション時間に大きく依存していることを実証することができました。さらに、VCは、培地の胎児の子牛血清濃度を増加させると減少しました。 結論：現在の研究では、将来の研究の結果の比較可能性に不可欠なin vitroおよびex in vivo分析のための標準化された動作プロトコルを開発および検証しました。

OBJECTIVE: Vascular calcification (VC) is one major complication in patients with chronic kidney disease, with a misbalance in calcium and phosphate metabolism playing crucial role. The mechanisms underlying VC have not been entirely revealed to date. As studies aiming at the identification and characterization of the involved mediators are highly relevant, we developed a standardized operating protocol for in vitro and ex vivo approaches in this study to aiming at the comparability of these studies. APPROACH AND RESULTS: We analyzed in vitro and ex vivo experimental conditions to study VC. Therefore, vascular smooth muscle cells were used for in vitro experiments and rat aorta for ex vivo experiments. The degree of calcification was estimated by quantification of calcium concentrations and by von Kossa staining. As a result, a step-by-step protocol for performing experiments on VC was established. We were able to demonstrate that the degree and the location of VC in vascular smooth muscle cells and aortic rings was highly dependent on the phosphate and CaCl2 concentration in the medium as well as the incubation time. Furthermore, the VC was reduced upon increasing fetal calf serum concentration in the medium. CONCLUSION: In the current study, we developed and validated a standardized operating protocol for systematic in vitro and ex vivo analyses of medial calcification, which is essential for the comparability of the results of future studies.