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研究目的: 间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)有望成为提高运动成绩、细胞移植和组织工程治疗的理想来源,前期实验表明持续性高糖和间歇性高糖具有短暂促进C3H10T1/2细胞系这一小鼠骨髓来源的MSCs增殖活性的作用,本研究进一步探究其中的作用机制,以期为今后深入研究高糖对细胞增殖的影响及机制提供新的思路。 研究方法: 依据本实验室前期实验研究,本实验低糖浓度为5 mmol/L(low glucose,LG),正糖浓度为22.5 mmol/L(normal glucose,NG),高糖浓度为200 mmol/L(high glucose,HG)。正常培养的C3H10T1/2细胞,以1×104个/皿的密度接种于直径为35 mm的培养皿中,分别用含低糖、正糖的增殖培养基培养,培养第48 h后计为0h,分别以正交试验更换含正糖、高糖的增殖培养基。即实验分为4组:L-N组(LG更换NG)、N-N组(NG更换NG)、L-H组(LG更换HG)、N-H组(NG更换HG)。更换培养基后,细胞隔天换液,分别在24 h、48 h、72h、96 h收样,每组样本量为4个皿,用实时聚合酶链式反应(real-time reversetranscription polymerase chain reaction, RT-PCR)检测细胞去乙酰化酶1(sirtuin1,SIRT1)、胰岛素类生长因子1(Insulin-like growth factor-1,IGF-1)、缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)、血管内皮生长因子(Vascularendothelial growth factor, VEGFA)、葡萄糖转运体(glucose transporters,GLUT1和GLUT4)的基因信使核糖核酸(messenger ribonucleic acid,mRNA)表达。 研究结果: (1)与NG对照组相比较,LG预处理48 h对SIRT1和HIF-1α的mRNA表达水平无影响(P>0.05),但极显著性降低IGF-1的mRNA表达水平(P<0.01)。 (2) NG常规培养的C3H10T1/2细胞中GLUT1表达最高,GLUT4次之,GLUT2有微量表达,GLUT3不表达。 (3)24h时,N-H组和L-H组细胞中SIRT1、HIF-1α、VEGFA和GLUT1的mRNA的表达水平均显著高于各自对照组(P<0.05); IGF-1的mRNA表达水平则和对照组无显著差别(P>0.05); (4)48 h时,L-H组SIRT1和VEGFA的mRNA的表达水平均显著高于L-N组(P<0.01),而N-H组细胞未见这种现象;N-H组和L-H组细胞中IGF-1、HIF-1α、和GLUT1的mRNA的表达水平均显著高于各自对照组(P<0.05); (5)72 h时,L-H组VEGFA和GLUT1的mRNA的表达水平均显著高于L-N组(P<0.01),而N-H组细胞未见这种现象;N-H组和L-H组细胞中HIF-1α的mRNA的表达水平均显著高于各自对照组(P<0.05);SIRT1、IGF-1的mRNA表达水平则和对照组无显著差别(P>0.05); (6)96 h时,N-H组和L-H组细胞中SIRT1、IGF-1和VEGFA的mRNA表达水平均显著低于各自对照组(P<0.05),而GLUT1的mRNA的表达水平仍显著高于对照组(P<0.05),HIF-1α的mRNA表达水平则和对照组无显著差别(P>0.05); (7)24-96 h中,N-H组和L-H组细胞中GLUT4的mRNA表达水平始终和对照组无显著差异(P>0.05)。 结论: (1)短暂HG促进细胞增殖的作用,可能和IGF-1的mRNA表达水平上升有关。 (2)延长HG培养时间时(96 h)转为抑制细胞增殖,这一作用可能通过HG引起的假性缺氧激活细胞内缺氧介导的信号通路(HIF-1α、VEGFA和GLUT1的mRNA表达水平上升)来实现。