华中科技大学同济医学院附属同济医院肾内科课题组长期聚焦于慢性肾脏病（CKD）相关的血管钙化（VC）领域，致力于从表观遗传调控的多维度层面，深入解析血管钙化的发生与发展机制。经典表观遗传学调控主要包含DNA修饰、RNA修饰以及组蛋白修饰。在第63届欧洲肾脏协会大会（ERA 2026）中，该课题组的研究成果获得了高度认可，共收到3封邀请（包括1个Free Communication和2个Focused Oral）。这三项近期研究分别从DNA甲基化、RNA转录后调控以及空间单细胞组蛋白重编程三个层级，系统性地揭示了CKD血管钙化的表观遗传病理网络。肾医线记者特邀课题组成员王昱尧对他们的研究成果进行了介绍。

一、DNMT3A驱动的表观遗传与代谢重编程

课题组的第一项研究揭示了全身性代谢异常如何通过DNA甲基化修饰，进而驱动血管钙化的发生。

研究团队通过对健康体检者与CKD患者的临床样本进行高通量检测，发现CKD患者血浆中特定甲基供体的代谢池发生紊乱，关键代谢产物的水平及核心比值出现显著的异常升高。进一步对患者钙化动脉组织的检测表明，特定DNA甲基化标志物及核心甲基转移酶DNMT3A的表达量在病变区域呈现大幅上调。

利用CKD病理小鼠模型以及血管平滑肌细胞（VSMC）钙化诱导模型，研究一致证实，下调DNMT3A可以显著减轻血管钙化的表型。多组学联合与表观遗传学深度验证实验揭示了背后的核心机制：病理刺激会诱导VSMC内精氨酸发生严重耗竭，并伴随其下游特异性合成酶的表达降低。机制证实，DNMT3A通过引发这些关键合成酶靶基因的DNA高甲基化沉默其表达，进而阻断精氨酸的合成网络，最终加速了血管钙化的发生。敲低DNMT3A能够有效解除靶基因的高甲基化抑制状态，逆转上述病理演变。在干预方面的探索显示，通过体内外途径直接外源性补充该缺失的关键代谢底物精氨酸，均能极为有效地挽救VSMC的成骨分化并缓解血管钙化进程。

总结而言，本研究证明，无论是从上游抑制DNMT3A的表达，还是在下游直接进行特定代谢物的靶向补偿干预，均能有效阻断因代谢失衡和DNA高甲基化所引起的CKD相关血管钙化进程，为临床干预提供了双重转化策略的基础。

二、THOC5介导的转录后调控与靶向保护机制

在转录后调控层面，第二项研究在前期研究的基础上，探讨了THOC5在VSMC成骨分化中的作用。

研究团队利用CKD小鼠模型以及体外细胞模型，结合Von Kossa染色、免疫组化、qPCR、Western blot及茜素红染色等多项实验技术进行了深入分析。结果显示，在发生钙化的CKD患者动脉组织、CKD小鼠主动脉以及体外成骨分化的VSMC中，THOC5的表达水平显著升高。在无机磷诱导的环境下，THOC5缺失会进一步加剧VSMC的成骨分化与血管钙化；相反，过表达THOC5则能有效减轻这些不良效应。

为探究具体分子机制，研究借助RNA高通量测序、RNA免疫沉淀测序及RNA荧光原位杂交技术锁定了THOC5的靶基因及其亚细胞定位。研究发现，THOC5能够直接且特异性地结合鸟苷酸交换因子（GEFs）的mRNA转录本，促进这些mRNA正常从细胞核向外输出并调控其表达水平。这种转录后调控机制直接作用于Rho信号转导相关的mRNA，使得RhoA GTPase维持在活性状态，从而有效缓解VSMC的钙化进程。体内实验同样证实，在CKD小鼠的主动脉中过表达THOC5，能够缓解体内的血管钙化情况。

综上所述，THOC5通过在转录后水平结合GEFs的mRNA来维持RhoA的活性，成为了抑制VSMC成骨转化的一种全新机制，也为治疗CKD相关的血管钙化提供了具有潜力的干预靶点。  

三、 空间与组蛋白层面：
H3K9ac驱动的病理生态结构图谱

在第三项研究中，研究团队利用包含34种标志物的成像质谱流式（IMC）技术对56例CKD患者及8例健康供体的动脉组织进行检测，并结合Von Kossa染色确定的血管钙化分期，成功鉴定出7种细胞类型。

利用细胞空间临近关系对细胞群落分析进一步揭示，这些细胞构成10个异质的细胞群落。在这些群落中，研究发现富含成骨样细胞的特定细胞临近关系与患者的不良预后相关。通过结合蛋白质翻译后修饰图谱分析，研究人员观察到该群落内广泛存在H3K9ac水平的升高，且间充质干细胞（MSCs）中H3K9ac的增加尤为显著。空间原位特征显示，钙化动脉中层高表达H3K9ac的MSCs与成骨样细胞在空间上高度接近且修饰特征相似，有力地提示了MSCs的表观遗传重编程可能是驱动这一钙化相关细胞群落形成的关键机制。

为深入确证这一疾病相关机制，研究人员在模拟CKD病理生理环境的高磷刺激下培养MSCs，并联合RNA-seq与H3K9ac CUT&Tag测序技术展开体外机制探索。结果证实，高磷诱导的H3K9ac富集不仅促进了MSCs向成骨方向的分化，且能够通过与成骨基因的启动子区域直接相互作用，直接增强了这些致病基因的转录。

综上所述，该研究描绘了CKD血管钙化进展过程中的细胞组成、空间结构及表观遗传重编程病理图谱，明确指出MSCs中的H3K9ac是驱动钙化相关细胞群落形成的核心因素与潜在治疗靶点，强调了靶向表观遗传的精准干预有望成为抗CKD血管钙化的一种极具前景的策略。