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背景糖尿病血管病变是糖尿病最常见的慢性并发症之一,也是糖尿病患者致残致死的重要原因。糖尿病血管病变主要发病机制之一是高血糖引起的血管内皮细胞受损。由于糖尿病血管病变广泛而弥漫,且病理机制复杂,使得目前众多的治疗方法都存在一定局限性,因此深入研究糖尿病状态下机体内在生物活性物质改变对血管病变的作用及机制显得更有意义。脑利钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)是由心室肌细胞产生,能介导一系列效应,包括利尿、利钠、扩血管、抑制交感神经系统及肾素-血管紧张素-醛固酮系统的活性、减少心肌细胞凋亡等作用。近来有临床研究发现,BNP与糖代谢相关,也与糖尿病血管病变的发生、下肢血流的改变密切相关。BNP对糖尿病血管病变的作用及高糖环境下对血管内皮细胞的效应及作用机制究竟如何,未见有研究。目的本研究通过建立体外高糖诱导人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)自噬、凋亡模型及体内糖尿病小鼠下肢缺血模型,研究重组人脑钠肽(recombinant human brain natriuretic peptide,rhBNP)通过促进高糖诱导下HUVECs自噬,抑制细胞凋亡的作用,并深入探讨rhBNP的自噬调节作用在糖尿病下肢缺血病变中的效应和机制。方法通过腹腔注射链腺佐菌素(streptozocin,STZ)方法建立糖尿病小鼠模型,采用结扎股动脉构建糖尿病小鼠下肢缺血模型。分为模型组和rhBNP处理组,模型组予每日腹腔注射生理盐水0.3-0.4ml,rhBNP处理组每日腹腔注射rhBNP 0.3-0.4ml(25μg/kg)。定期观察记录下肢坏疽率,术前及术后第0、3、7、14、21天激光多普勒评估下肢血流情况。术后第3天分别处死模型组和处理组各8只糖尿病小鼠,取双下肢腓肠肌,Western blot检测LC3、ERK、AKT、Bcl-2等相关蛋白表达情况。术后第21天,处死模型组10只和处理组10只糖尿病小鼠,取双下肢腓肠肌,采用HE染色、TUNEL试剂盒和CD31、SMA免疫荧光染色观察炎症浸润、组织坏死、细胞凋亡和血管新生情况。western blot检测缺血下肢促血管生长因子HGF、VEGF蛋白表达。在体外,利用高糖诱导HUVECs凋亡模型,分别予rhBNP、自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-methyl adenine,3-MA)、自噬增强剂雷帕霉素(Rapamycin,RAPA)干预,观察rhBNP对高糖诱导的HUVECs自噬、凋亡及其相关信号通路的影响。结果实验结果表明rhBNP处理组小鼠HGF、LC3、p-ERK明显高于模型组,断肢、坏疽情况显著少于模型组,激光多普勒检测表明rhBNP处理组下肢缺血改善情况明显好于模型组。TUNEL染色发现内皮细胞凋亡较模型组减少,CD31及SMA染色表明血管新生增加,HGF表达增多,以上结果表明rhBNP改善糖尿病小鼠下肢缺血效果显著。体外高糖诱导HUVECs,细胞增殖被抑制,凋亡增加,LC3-Ⅱ/Ⅰ水平下降、ERK通路活性减弱,HGF的含量显著下降,结果提示高糖诱导后可能通过抑制ERK蛋白表达抑制自噬促进凋亡进而抑制HUVECs的生物学活性。rhBNP干预后细胞活性及增殖能力显著增强,LC3-Ⅱ/Ⅰ升高,Bax、caspase-3凋亡蛋白减少,ERK蛋白表达增加,HGF的含量有升高,提示rhBNP可能通过增强ERK蛋白表达促进自噬进而调节HUVECs的生物学活性。结论高糖抑制HUVECs增殖,抑制自噬,促进凋亡,抑制ERK信号通路。rhBNP具有促进血管生成的潜能,能有效改善糖尿病小鼠下肢缺血病变,其机制可能与激活ERK/LC3信号通路活性,提高自噬,减少凋亡相关。