联合运动对增强2型糖尿病小鼠内皮祖细胞功能相关Caveolin--1/PI3K/Akt蛋白表达的影响研究

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目的:此次研究以动物实验为基础,通过对2型糖尿病小鼠12周的运动干预,观察联合运动干预对2型糖尿病小鼠体重及血糖改善的效果,探讨联合运动对2型糖尿病小鼠内皮细胞的功能的影响,进而深入研究Caveilon-1/PI3K/Akt相关蛋白及表达对内皮祖细胞功能的影响。科学评价联合运动明确作用机制打下基础,为糖尿病患者进行有效的护理干预提供科学依据和指导意义。  方法:(1)取8周龄db/db(C57BL/KS.db背景)雄性小鼠(血糖300mg/dl以上)作为2型糖尿病小鼠模型,分为对照组、联合运动组、抗阻运动组、有氧运动组。将小鼠随机分配至1周、2周、4周、8周、12周五个时间节点的有氧运动组、抗阻运动组、联合运动组和对照组(每组6只)。各组采取不同的运动干预方案,经过1周、2周、4周、8周、12周的运动训练(每周6天),分别于不同时间节点检测运动干预前后的体重和血糖变化情况。(2)四组db/db小鼠干预后分别于1周、2周、4周、8周、12周5个不同时间节点处死,体外诱导培db/db小鼠骨髓来源内皮祖细胞(EPCs),细胞形态学观察EPCs生长情况;DiI-ac-LDL及FITC-UEA-Ⅰ双染阳性率和流式细胞仪检测表型CD133共鉴定EPCs;EPCs细胞功能实验:CCK-8法测定增殖情况、细胞粘附实验观察粘附情况、细胞划痕实验观察迁移能力、基质胶培养观察血管生成情况。(3)蛋白免疫印迹(Western-blot)检测Caveolin-1、p-PI3K p85、p-Akt的蛋白表达水平。  结果:(1)干预12周后联合运动组、抗阻运动组、有氧运动组三种运动干预均能够降低体重和血糖水平P<0.05,且联合运动组优于有氧运动组和抗阻运动组,P<0.05。(2)EPCs的培养、鉴定和功能实验:EPCs贴壁缓慢,在人纤维连接蛋白蛋白包被的培养皿中培养24h开始贴壁,4天基本完全贴壁。全骨髓培养法培养至第4天,可见较多贴壁细胞,呈圆形、短梭形,部分为长梭形;第6~8天贴壁细胞较多为梭形及类圆形;随着培养时间的延长,圆形细胞数量减少,梭形细胞数量渐渐增多,可出现细胞集落,10天后EPCs大量增殖,并有梭形贴壁细胞在其边缘不断生成,14天细胞长满培养瓶底部,可出现“铺路石”样改变,传代后的细胞可程首尾相连排列;全骨髓贴壁培养法EPCs摄取DiI-ac-LDL及FITC-UEA-Ⅰ双染阳性率为(73.50±7.47)%,流式细胞仪检测表型CD133检出率为63.29%;EPCs增殖能力:联合运动组、抗阻运动组、有氧运动组与对照组相比差异有统计学意义,P<0.05,组间无统计学差异,P>0.05;EPCs粘附、迁移、血管生成能力:联合运动组、抗阻运动组、有氧运动组与对照组相比差异有统计学意义,P<0.05,联合运动组、抗阻运动组、有氧运动组组间比较P<0.05,差异有统计学意义,联合运动组优于抗阻运动组和有氧运动组。(3)Western-blot:联合运动组、抗阻运动组、有氧运动组与对照组相比EPCs的Caveolin-1、p-PI3Kp85、p-Akt的蛋白表达水平差异有统计学意义,P<0.05;联合运动组、抗阻运动组、有氧运动组组间比较P<0.05,差异有统计学意义,联合运动组高于抗阻运动组和有氧运动组。  结论:(1)联合运动、抗阻运动、有氧运动均能改善db/db小鼠体重及血糖水平,增强EPCs增殖、粘附、迁移和血管生成能力,其作用可能通过Caveolin-1蛋白介导PI3K/Akt通路上调目的基因,进而增强EPCs功能;(2)三种运动干预方式中联合运动为最优。
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