Vascular calcification is accelerated in patients with chronic kidney disease (CKD) and increases the risk of cardiovascular events. CKD is frequently associated with anemia. Daprodustat (DPD) is a prolyl hydroxylase inhibitor for the treatment of CKD-associated anemia that enhances erythropoiesis through the activation of the hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1) pathway. Studies showed that DPD promotes osteogenic differentiation of human aortic smooth muscle cells (HAoSMCs) and increases aorta calcification in mice with CKD. HIF-1 activation has been linked with endoplasmic reticulum (ER) stress; therefore, here we investigated the potential contribution of ER stress, particularly activating transcription factor 4 (ATF4), to the pro-calcification effect of DPD.

ABSTRACT Aims Valve calcification (VC) is a widespread complication in chronic kidney disease (CKD) patients on hemodialysis. VC is an active process with the involvement of in situ osteogenic transition of valve interstitial cells (VICs). VC is accompanied by the activation of hypoxia inducible factor (HIF) pathway, but the role of HIF activation in the calcification process remains undiscovered. Methods and result Using in vitro and in vivo approaches we addressed the role of HIF activation in osteogenic transition of VICs and CKD-associated VC. Elevation of osteogenic (Runx2, Sox9) and HIF activation markers (HIF-1α and HIF-2α) and VC occurred in adenine-induced CKD mice. High phosphate (Pi) induced upregulation of osteogenic (Runx2, alkaline-phosphatase, Sox9, osteocalcin) and hypoxia markers (HIF-1α, HIF-2α, Glut-1), and calcification in VICs. Down-regulation of HIF-1α and HIF-2α inhibited, whereas further activation of HIF pathway by hypoxic exposure (1% O 2 ) or hypoxia mimetics (desferrioxamine, CoCl2, Daprodustat (DPD)) promoted Pi-induced calcification of VICs. Pi augmented the formation of reactive oxygen species (ROS) and decreased viability of VICs, whose effects were further exacerbated by hypoxia. N-acetyl cysteine inhibited Pi-induced ROS production, cell death and calcification under both normoxic and hypoxic conditions. DPD treatment corrected anemia but promoted VC in the CKD mice model. Conclusions HIF activation plays a fundamental role in Pi-induced osteogenic transition of VICs and CKD-induced VC. The cellular mechanism involves stabilization of HIF-1α and HIF-2α, increased ROS production and cell death. Targeting the HIF pathways may thus be investigated as a therapeutic approach to attenuate VC. Translational perspective One in four hemodialysis-dependent CKD patients on DPD treatment experience a major cardiovascular event during a 2.5-year follow-up period. This work provides a possible explanation for this phenomenon and should initiate further studies to address whether DPD-mediated acceleration of valve calcification triggers the unbeneficial effect of DPD.

Zinc is the second most abundant trace element in the human body, stored mainly in the bones. Zinc is required for bone growth and homeostasis and is also a crucial cofactor for numerous proteins that play key roles in maintaining microstructural integrity and bone remodeling. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs) are multipotent progenitors found in the bone marrow stroma and can differentiate along multiple lineage pathways. In this study, we investigated the effect of zinc on the osteogenic differentiation of BMSCs. We stimulated the osteogenic differentiation of BMSCs with high phosphate and Ca-containing osteogenic medium (PiCa) in the presence or absence of zinc. We followed calcification by measuring ECM mineralization, the Ca content of the ECM, mRNA, and the protein expression of the osteo-chondrogenic transcription factor RUNX2 and SOX9 and its targets OCN and ALP. Zinc dose-dependently abolished PiCa-induced ECM mineralization and decreased the expression of RUNX2, SOX9, OCN, and ALP. Serum albumin did not alter the inhibitory effect of zinc on BMSC mineralization. Our further analysis with the zinc-chelator TPEN and ZnCl