N-アセチルシステイン（NAC）は、動脈内部石灰化と骨形成に異なる影響を与えます：L-システインと硫化水素の役割

動脈内部石灰化（AMC）は、動脈におけるリン酸カルシウムの沈着です。AMCは、生理学的骨形成と類似点を共有すると広く考えられています。ただし、新たな証拠は、これらのプロセスの間にいくつかの重要な違いを示唆しています。N-アセチルシステイン（NAC）は、抗酸化特性を示し、その脱アセチル化からl-システインへの硫化水素（H2 S）とグルタチオン（GSH）を生成できます。この研究では、NACがin vitroで発散効果を発揮し、骨芽細胞の分化と骨形成を最大5.5倍に増加させますが、血管平滑筋細胞（VSMC）の石灰化と細胞死が最大80％減少することがわかりました。in vivoでは、NACはサイト固有の方法でAMCを25％減少させましたが、骨に影響を与えませんでした。L-チェステインとH2 Sの作用はNACの作用を模倣しました。ただし、H2 Sの効果は、NACおよびL-Cysteineよりもはるかに効率が低かった。H2 S生成酵素の薬理学的阻害は、NACまたはL-システインの作用を変化させませんでした。H2 Sの内因性生産も影響を受けませんでした。対照的に、NACとL-Cysteineは、VSMCと骨芽細胞を最大3倍の石灰化するGSHレベルを増加させました。これは、NACの有益な行動がL-システインの分解とその後のGSH生成を介して媒介される可能性が高いことを示唆しています。一緒に、これらのデータは、NACの作用を駆動する分子メカニズムが類似しているように見えることを示していますが、細胞機能に対する下流の影響は骨芽細胞とVSMCの石灰化によって大きく異なることを示しています。これらの微分作用を発揮するNACの能力は、病理学的AMCの発達と生理学的骨形成の間に違いがあるという概念をさらに支持しています。NACは、骨に悪影響を与えることなく、AMCを治療するための治療オプションを表すことができます。

Arterial medial calcification (AMC) is the deposition of calcium phosphate in the arteries. AMC is widely thought to share similarities with physiological bone formation; however, emerging evidence suggests several key differences between these processes. N-acetylcysteine (NAC) displays antioxidant properties and can generate hydrogen sulphide (H2 S) and glutathione (GSH) from its deacetylation to l-cysteine. This study found that NAC exerts divergent effects in vitro, increasing osteoblast differentiation and bone formation by up to 5.5-fold but reducing vascular smooth muscle cell (VSMC) calcification and cell death by up to 80%. In vivo, NAC reduced AMC in a site-specific manner by 25% but had no effect on the bone. The actions of l-cysteine and H2 S mimicked those of NAC; however, the effects of H2 S were much less efficacious than NAC and l-cysteine. Pharmacological inhibition of H2 S-generating enzymes did not alter the actions of NAC or l-cysteine; endogenous production of H2 S was also unaffected. In contrast, NAC and l-cysteine increased GSH levels in calcifying VSMCs and osteoblasts by up to 3-fold. This suggests that the beneficial actions of NAC are likely to be mediated via the breakdown of l-cysteine and the subsequent GSH generation. Together, these data show that while the molecular mechanisms driving the actions of NAC appear similar, the downstream effects on cell function differ significantly between osteoblasts and calcifying VSMCs. The ability of NAC to exert these differential actions further supports the notion that there are differences between the development of pathological AMC and physiological bone formation. NAC could represent a therapeutic option for treating AMC without exerting negative effects on bone.