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研究背景和目的:血管内皮细胞功能的异常是多数糖尿病血管并发症的主要表现,并最终导致人体各器官的损伤。有研究证实,高糖可诱导内皮细胞中活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生增加,一氧化氮(nitric oxide,NO)生物利用度降低,发生氧化应激,引起细胞功能障碍并导致细胞凋亡。P2X7受体是炎症和病理损伤产生过程中重要的上游调节位点,P2X7受体的激活对白介素1β(IL-1β)和白介素6(IL-6)释放具有一定的作用。随着细胞内Ca2+的升高,caspase-3和caspase-9的活化,促进了粘附分子和趋化分子的表达,引起单核巨噬细胞与人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)的粘附性和趋化性水平增强,诱导了细胞凋亡现象的增加,同时还伴随着细胞核转录因子κB(nuclear factor,NF-κB)的激活。众多研究表明长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)表达的改变与糖尿病血管病变紧密相关,我们前期基因芯片结果表明在糖尿病(diabetes mellitus,DM)大鼠中lncRNA uc.25+的表达明显增加。本实验旨在研究lncRNA uc.25+对慢性高糖条件下HUVEC凋亡及炎性损伤的影响。方法:本实验分为对照组(葡萄糖浓度为5.5 mmol/L,培养5天),高糖组(葡萄糖浓度为33.3 mmol/L,高糖培养5天),高糖加uc.25+shRNA(短发夹RNA)质粒干扰组(33.3 mmol/L葡萄糖并转染1μg/ml uc.25+shRNA,转染质粒后在高糖条件下共培养5天),高糖加空载shRNA质粒阴性对照组(33.3 mmol/L葡萄糖并转染1μg/ml shRNA空载体,转染质粒后在高糖条件下共培养5天)。ROS、Ca2+、粘附性与趋化性的测定是通过绿色荧光检测或绿色荧光激发,为避免绿色荧光对结果的影响,故采用与shRNA靶序列相同的的siRNA(50 nmol/L)代替shRNA,乱序的siRNA(50nmol/L)序列代替空载质粒。荧光检测法测定细胞内ROS和Ca2+浓度,硝酸还原酶法检测细胞上清液中NO的含量。Transwell小室共培养技术分析免疫单核巨噬细胞(THP-1)与HUVEC的粘附性与趋化性。DAPI染色对细胞核的凋亡情况进行检测。提取各组细胞总RNA,通过Real Time PCR检测 uc.25+、P2X7、IL-1β、IL-6、caspase-3、caspase-9、NF-κB 的 mRNA表达变化。提取各组细胞总蛋白通过蛋白印记检测P2X7受体、IL-1 β、caspase-3、caspase-9、NF-κB蛋白表达变化。原位杂交技术观察uc.25+在HUVEC中的定位。RNA-蛋白质免疫共沉淀(RNA-protein immunoprecipitation,RIP)技术检测与uc.25+存在相互作用的蛋白质。结果:uc.25+在糖尿病患者血液及高糖作用下的HUVEC中表达明显增加(P<0.01)。原位杂交显示uc.25+在细胞核和细胞质中均有表达。高糖情况下血管内皮细胞内ROS含量显著上升(P<0.01)、Ca2+含量明显增加(P<0.05),细胞上清液中NO的产生减少(P<0.01),这说明高糖可诱发细胞的氧化应激反应,进而诱导细胞凋亡。低表达uc.25+后,ROS和Ca2+的含量降低,NO的产生增加,推测uc.25+可能参与了血管内皮损伤的氧化应激过程。与正常组相比,高糖组THP-1与HUVEC的粘附细胞数显著增多(P<0.001),趋化细胞数也明显增加(P<0.01),说明高浓度葡萄糖能够诱导细胞粘附性和趋化性增强。高糖组中IL-1β、IL-6、NF-κB、caspase-9、caspase-3 在 mRNA 水平表达量均升高,在蛋白水平上IL-1β、NF-κB、caspase-9、caspase-3的表达也明显增加,核凋亡在高糖组中明显增加,这些炎症及凋亡相关因子的检测结果说明高糖诱导了血管内皮细胞炎症及凋亡的发生。低表达uc.25+后,以上炎症和凋亡相关因子的表达均降低,核凋亡情况减轻,提示uc.25+可能参与了血管内皮损伤的炎症发生和细胞凋亡过程。高糖处理组中P2X7受体、NF-κB在mRNA及蛋白水平上表达均明显增加(P<0.01),敲低uc.25+的表达后,P2X7、NF-κB的表达显著被抑制。RIP实验显示与uc.25+存在相互作用的蛋白质有P2X7和NF-κB,提示uc.25+可能与P2X7/NF-κB结合进而参与高糖诱导的血管内皮细胞凋亡及炎性损伤。结论:LncRNA uc.25+参与慢性高糖诱导的血管内皮细胞氧化应激、炎症反应和细胞凋亡,其机制可能与P2X7/NF-κB信号通路有关。