A vaszkuláris kalcifikáció kialakulása két ellentétes irányú folyamatnak: az oszteoblaszt-szerű sejtek megemelkedett mineralizációjának és az oszteoklaszt-szerű sejtek csökkent csontreszorpciójának az eredménye. Munkánk során azokat a tényezőket vizsgáltuk, amelyek hatással lehetnek ezekre a folyamatokra. Az ateroszklerotikus plakkok bevérzése igen gyakori jelenség, melynek eredményeként a sejtekből kiszabaduló Hb az erős oxidatív környezetben FHb-ná oxidálódik. Azt vizsgáltuk vajon az oxidált Hb hatással van-e az OC-k kialakulására, ezáltal befolyásolva a kalcium eltávolítását a kalcifikált ateroszklerotikus léziókból. A FHb csökkentette a RANKL-indukálta csontreszorpciós aktivitást és gátolta az oszteoklaszt-specifikus gének expresszióját. Ezen túlmenően a FHb gátolta a RANK-ból kiinduló oszteoklasztogenezis jelátviteli útvonalait. Ezek a hatások hem-oxigenáz 1 enzimtől függetlenek, melyet HO-1 gén knock-out RAW264.7 sejteken és egerekben is megmutattunk. A FHb verseng a RANK-kal a RANKL-kötésért, ami egy lehetséges mechanizmust mutat, melynek révén a FHb akadályozza az oszteoklaszt differenciációt. Kóros human carotis artériák esetében, az OLC-k nagymennyiségben vannak jelen a kalcifikált plakkokban és a kalcium felhalmozódás környékén lokalizálódnak, míg a FHb felhalmozódást mutató bevérzett léziók esetében a kalcium akkumuláció ellenére is ezen sejtek száma lecsökkent. A FHb ezen hatásai azt bizonyítják, hogy a bevérzett aterómákban jelenlévő FHb egy olyan különleges mikrokörnyezetet teremt, melyben az OLC-mediálta kalcium depozíció eltávolítása akadályozott, ezáltal gátolt az érrendszer endogén kalcium reszorpciós képessége. Munkánk során vizsgáltuk a H2S lehetséges szerepét a Pi-indukálta VSMC oszteoblaszt irányú differenciációjában és minerlizációjában. Bizonyítottuk, hogy a H2S, függetlenül annak exogén vagy endogén eredetétől, gátolja az oszteoblaszt-specifikus gének (ALP, OCN és Runx2) expressziójának emelkedését. A Pit-1-en keresztül történő Pi-felvétel gátlása elengedhetetlen része a HAoSMC sejtek H2S hatására bekövetkező kalcifikációs és fenotípus-váltási folyamat jótékony befolyásolásához. Végstádiumú CKD betegekben a redukálódott CSE aktivitás csökkent H2S szinthez vezet, mely megkönnyíti a kalcifikáció megjelenését az érrendszerben. Ezek az eredmények új stratégiát nyújtanak a vaszkuláris kalcifikáció kialakulásának gátlásához.

The development of vascular calcification is the result of two opposite-sensed processes: the increased mineralization of the osteoblast-like cells and the decreased bone-resorption activity of the OCLs. In our study we investigated the possible factors that may affect these processes.
Intraplaque hemorrhage frequently occurs in atherosclerotic plaques resulting in cell-free hemoglobin, which is oxidized to FHb in the highly oxidative environment. We investigated whether oxidized hemoglobin alters osteoclast formation thereby affecting calcium removal from mineralized atherosclerotic lesions. FHb decreased bone resorption activity and inhibited OC-specific gene expression induced by RANKL. In addition, FHb inhibited osteoclastogenic signaling pathways downstream of RANK. These effects were independent of heme oxygenase-1 demonstrated by knocking down HO-1 gene in RAW264.7 cells and in mice. Importantly, FHb competed with RANK for RANKL binding suggesting possible mechanisms by which FHb impairs osteoclastic differentiation. In diseased human carotid arteries, OLCs were abundantly present in calcified plaques and co-localized with regions of calcium deposition, while the number of these cells were lower in hemorrhagic lesions exhibiting accumulation of FHb despite calcium deposition. This effect of FHb suggests that the presence of FHb in hemorrhagic atheromas might create an unique microenvironment where OLC-mediated resorption of calcium deposits is impaired that blocks the endogenous calcium resorption capability in the vasculature. In our study we investigated the role that H2S may play in Pi-induced osteoblastic transformation and mineralization of HAoSMC. We provide evidence that H2S regardless of its exogenous or endogenous origin inhibits the up-regulation of osteoblast specific genes such as ALP, OCN and Runx2. The inhibition of Pi uptake through Pit-1, is essential for providing beneficial effects against calcification and phenotypic modulation of HAoSMC by H2S. Reduced CSE activity leading to decreased H2S levels in stage 5 CKD patients might facilitate calcification of vasculature. These results offer new strategies to prevent vascular calcification.