機械感受性Piezo1チャネルは、動脈内石灰化に貢献しています

血管石灰化（VC）は、多くの心血管疾患と慢性腎疾患に関連しています。平滑筋細胞（SMC）の役割は、SMC機能の調節における細胞内Ca2+の役割と同様に、VCですでに広く調査されています。血管SMCの細胞内カルシウム濃度（[Ca2+] I）の増加は、VCを刺激するために提案されています。ただし、[Ca2+] Iの標高への非選択的Piezo1メカニックカチオンチャネルの寄与、およびその結果、VCのプロセスへの寄与は検討されていません。この研究では、動脈内部石灰化へのPiezo1チャネルの本質的な寄与が実証されています。Piezo1の存在は、免疫組織化学を使用してヒト大動脈平滑筋サンプルで証明されました。定量的PCRおよびウエスタンブロット分析により、ヒト大動脈平滑筋細胞株（HAOSMC）上のチャネルの発現が確認されました。機能的測定は、制御および石灰化状態の下でHAOSMCで行われました。石灰化は、成長培地に無機リン酸（1.5 mmol/L、pH 7.4）およびカルシウム（CACL2、0.6 mmol/L）を7日間補充することにより誘導されました。[Ca2+] Iの測定iは、piezo1チャネル（低浸透圧、またはヨーダ1のいずれか）の刺激時に蛍光fura-2色素を使用して、対照HAOSMCと比較して石灰化したカルシウム過渡現象を有意に高いことを示しました。機械感受性Piezo1チャネルの発現は、石灰化した動脈SMCで増強されており、刺激によりカルシウム流入が高くなります。YoDA1（10μmol/L）によるチャネルの活性化はHAOSMCの石灰化を促進しましたが、YoDA1の効果に敵対するDooku1はこの増幅を減少させました。Dooku1の単独の適用は、石灰化を阻害しました。siRNAによるpiezo1のノックダウンは、石灰化条件下でYoda1によって誘発された石灰化を抑制しました。我々の結果は、動脈内部石灰化におけるPiezo1チャネルの極めて重要な役割を示しています。

Vascular calcification (VC) is associated with a number of cardiovascular diseases, as well as chronic kidney disease. The role of smooth muscle cells (SMC) has already been widely explored in VC, as has the role of intracellular Ca2+ in regulating SMC function. Increased intracellular calcium concentration ([Ca2+]i) in vascular SMC has been proposed to stimulate VC. However, the contribution of the non-selective Piezo1 mechanosensitive cation channels to the elevation of [Ca2+]i, and consequently to the process of VC has never been examined. In this work the essential contribution of Piezo1 channels to arterial medial calcification is demonstrated. The presence of Piezo1 was proved on human aortic smooth muscle samples using immunohistochemistry. Quantitative PCR and Western blot analysis confirmed the expression of the channel on the human aortic smooth muscle cell line (HAoSMC). Functional measurements were done on HAoSMC under control and calcifying condition. Calcification was induced by supplementing the growth medium with inorganic phosphate (1.5 mmol/L, pH 7.4) and calcium (CaCl2, 0.6 mmol/L) for 7 days. Measurement of [Ca2+]i using fluorescent Fura-2 dye upon stimulation of Piezo1 channels (either by hypoosmolarity, or Yoda1) demonstrated significantly higher calcium transients in calcified as compared to control HAoSMCs. The expression of mechanosensitive Piezo1 channel is augmented in calcified arterial SMCs leading to a higher calcium influx upon stimulation. Activation of the channel by Yoda1 (10 μmol/L) enhanced calcification of HAoSMCs, while Dooku1, which antagonizes the effect of Yoda1, reduced this amplification. Application of Dooku1 alone inhibited the calcification. Knockdown of Piezo1 by siRNA suppressed the calcification evoked by Yoda1 under calcifying conditions. Our results demonstrate the pivotal role of Piezo1 channels in arterial medial calcification.