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背景和目的:内皮细胞在修复血管损伤和保持血管内膜完整性方面具有强大功能。内皮细胞凋亡的异常增加是动脉粥样硬化起始和发展的重要因素。本课题研究氧化应激诱导人脐静脉内皮细胞凋亡过程中细胞存活信号通路PI3k/Akt -Bcl-2的分子变化,并在此基础上加用GLP-1受体激动剂Exendin-4,研究其对氧化应激诱导的内皮细胞凋亡的作用,以及该作用与上述通路的关系,从而初步探讨Exendin-4的内皮保护机制。方法:以体外培养的HUVECs为研究对象。不同浓度(50～800μmol/L)t-BHP处理HUVECs 1～4 h,MTT法测内皮细胞生存率;Hoechst/PI双染色荧光显微镜观察细胞凋亡率;Western blot测Akt、p-Akt、Bcl-2以及caspase-3在t-BHP(100μmol/L)作用下各时间点(0、0.5、1、2、4、6 h)的表达情况。在参照第一部分的基础上,不同浓度的Exendin-4(2.5～25 nmol/L)预处理HUVECs 18 h,适宜浓度t-BHP(100μmol/L)诱导的内皮细胞凋亡,再次用MTT法和Hoechst/PI双染荧光显微镜观察内皮细胞生存及凋亡情况。Exendin-4(25 nmol/L)预处理细胞18 h,加用PI3k抑制剂wortmannin (100 nmol/L),Western blot检测各组凋亡分子caspase-3以及PI3k/Akt-Bcl-2通路蛋白分子表达的变化。结果:t-BHP呈时间和浓度依赖性地抑制HUVECs生存;进一步Hoechst/PI染色荧光显微镜观察证实这种抑制作用是诱导HUVECs发生凋亡和坏死。当t-BHP浓度在50～100μmol/L时,HUVECs以凋亡为主(8.2%±0.59、37.3%±1.65,P < 0.01);当t-BHP浓度大等于200μmol/L时,HUVECs以坏死为主(4.3%±0.57,15.5%±1.38,36.2%±2.19,P < 0.01);Western blot结果显示caspase-3的活化片段在4 h表达量最高。活化的Akt在30 min时表达达高峰,随后降低。Bcl-2表达呈现递减的趋势。加用Exendin-4后,发现用Exendin-4( 25 nmol/L)预处理过的内皮细胞生存率与单独t-BHP处理组相比增加了46.5%(P < 0.01),而细胞凋亡率与单独t-BHP处理组相比也显著下降(8.0%±1.45 vs 36.0%±1.25, P < 0.01)。Western blot结果显示与t-BHP单独处理组相比, Exendin-4 + t-BHP处理组的caspase-3活化片段的表达量下降了48.53%(P < 0.01),p-Akt表达量增加了1.78倍(P < 0.01),同时Bcl-2的表达也增加了1.08倍(P < 0.01)。表明Exendin-4能够抑制t-BHP诱导的HUVECs凋亡。但这一效应能够被PI3k的抑制剂wortmannin抑制。结论:氧化应激诱导caspase依赖的内皮细胞凋亡,这一病理过程与活化Akt的迅速减少和Bcl-2的减少有关。GLP-1类似物Exendin-4能够抑制氧化应激所致的内皮细胞凋亡,该作用可能有细胞存活信号PI3k/Akt-Bcl-2通路的参与。