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作者与机构
本研究由Marcel Benkhoff和Maike Barcik（共同第一作者）以及Bodo Levkau和Amin Polzin（共同通讯作者）领衔，团队来自德国杜塞尔多夫大学医院心脏科、血管医学与肺病科（Department of Cardiology, Pulmonology, and Vascular Medicine, University Hospital Düsseldorf）。其他合作者包括来自德国亚琛工业大学心脏外科、维也纳大学分析化学研究所等机构的研究人员。研究于2025年1月28日发表于期刊*Circulation*（2025;151:333–347，DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.123.067270）。

学术背景
科学领域：研究聚焦于心血管疾病中的主动脉瓣疾病（Aortic Valve Disease, AVD），特别是瓣膜钙化的分子机制。
研究动机：AVD是西方社会最常见的心脏瓣膜病，重度AVD患者3年死亡率高达50%，但目前尚无有效药物可延缓其进展。瓣膜钙化是AVD的核心病理特征，而鞘氨醇-1-磷酸（Sphingosine-1-Phosphate, S1P）在骨生成信号中起关键作用，但其在AVD中的作用尚未明确。
研究目标：探究S1P信号在AVD进展中的功能，并验证靶向S1P/S1PR2（S1P受体2）通路作为治疗策略的可行性。

研究流程与方法
研究分为以下关键步骤：

1. 动物模型构建与处理

   • 模型：采用小鼠导丝损伤诱导的AVD模型，模拟人类主动脉瓣狭窄（AS）的病理进程。
     
   • 实验分组：
     
     • 野生型小鼠（C57BL/6J）通过饮水给予S1P裂解酶抑制剂4-脱氧吡哆醇盐酸盐（DOP）以升高S1P水平；
       
     • SphK1（鞘氨醇激酶1）基因敲除小鼠（SphK1-/-）以降低S1P水平；
       
     • S1PR2基因敲除小鼠（S1PR2-/-）及S1PR2拮抗剂JTE-013治疗组。
       
   • 样本量：每组5-26只小鼠，排除因严重主动脉反流或死亡的个体后分析。
     

2. 表型分析

   • 超声心动图：评估主动脉瓣峰值流速（AV peak velocity）、平均压力梯度（AV pmean）、瓣口面积（Gorlin公式计算）及心脏功能（射血分数、左心室质量等）。
     
   • 组织学：通过茜素红（Alizarin Red）和改良Von Kossa染色定量瓣膜钙化面积。
     
   • 分子检测：qPCR分析心脏组织中BNP、ANP等心衰标志基因；ELISA检测血浆中骨保护素（OPG）和核因子κB配体受体激活剂（RANKL）。
     

3. 机制研究

   • 细胞实验：
     
     • 人主动脉瓣间质细胞（VICs）在机械拉伸（10%拉伸频率1Hz，模拟血流剪切应力）条件下培养，检测S1P生成（通过C17-S1P标记的LC-MS/MS分析）及SphK1活性。
       
     • 通过S1P刺激或S1PR2拮抗剂处理，分析VICs的成骨分化（Runx2/OPG信号通路）及钙化（茜素红染色）。
       
   • 患者样本：
     
     • 收集手术切除的钙化主动脉瓣与正常瓣膜，通过LC-MS/MS检测S1P含量；
       
     • 心血管磁共振成像（CMR）分析瓣膜壁剪切应力与S1P水平的关联。
       

4. 数据分析

   • 使用SPSS和GraphPad Prism进行统计，ANOVA或t检验比较组间差异，Pearson相关性分析评估RANKL/OPG比值与AS严重度的关系。
     

创新方法：
- 开发了基于C17-S1P标记的LC-MS/MS技术，动态监测机械应力下VICs的S1P合成；
- 结合CMR与4D流技术，首次在患者中验证局部剪切应力与S1P水平的正相关性。

主要结果
1. S1P水平决定AVD进展
- DOP处理的小鼠（高S1P）表现出更快的AVD进展（峰值流速增加35%，p<0.05）、瓣膜增厚（厚度增加2.1倍）及心功能恶化（射血分数降低15%），而SphK1-/-小鼠（低S1P）则显著延缓病变（p<0.01）。
- 组织学显示高S1P组钙化面积增加3倍，且RANKL/OPG比值与AS严重度呈负相关（r=-0.72，p<0.001）。

1. S1PR2是核心效应受体

   • S1PR2-/-小鼠对AVD进展具有抵抗力（瓣口面积比野生型大40%），且DOP处理无法加重其病变。
     
   • 药理学抑制S1PR2（JTE-013治疗2周）可长期保护心功能（12周后射血分数仍高于对照组，p<0.05）。
     

2. 机械应力-S1P-钙化轴

   • 患者钙化瓣膜的S1P含量较正常瓣膜高2.7倍（p<0.01），且高剪切应力区域SphK1表达上调3倍。
     
   • 体外实验证实，机械拉伸通过SphK1激活S1P生成（C17-S1P增加2-3倍），进而通过S1PR2诱导Runx2/OPG依赖的VICs钙化（茜素红染色阳性率增加4倍）。
     

结论与意义
1. 科学价值：首次揭示S1P/S1PR2信号是AVD钙化的关键驱动因素，提出“机械应力-SphK1-S1P-S1PR2-成骨分化”的病理轴。
2. 应用价值：S1PR2拮抗剂（如JTE-013）和SphK1抑制剂可作为AVD的潜在治疗策略，具备疾病修饰或预防复发的潜力。

研究亮点
1. 跨物种验证：从小鼠模型到人类组织，多层次证实S1P的病理作用。
2. 转化医学突破：首次证明短期S1PR2抑制可产生长期心脏保护效应，为临床干预提供时间窗口优化依据。
3. 技术创新：开发C17-S1P动态监测技术，解决细胞内S1P检测的灵敏度难题。

其他发现：
- 免疫调节药物芬戈莫德（Fingolimod-720）虽可诱导淋巴细胞减少，但因其不作用于S1PR2，对AVD无改善作用，进一步佐证S1PR2的特异性地位。

此研究为AVD的靶向治疗开辟了新方向，未来需进一步评估S1PR2抑制剂在大型动物模型及临床试验中的安全性与有效性。