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目的:大血管病变是2型糖尿病致死致残的主要原因,而动脉粥样硬化是糖尿病大血管病变的主要病理改变,其发生发展到转归的过程是一个慢性炎症过程。在炎症过程中,血管平滑肌细胞(VSMC)参与了血管新生内皮和动脉粥样斑块的形成与发展。动脉粥样硬化(AS)形成的中期,VSMC从一个有收缩功能的细胞转变成具有增殖和分泌功能的细胞,并可以分泌许多细胞因子。其中单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)是一种重要的炎症趋化刺激因子,大量实验研究提示它是胰岛素抵抗、2 型糖尿病及其并发症发生、发展的危险因子。文献报道,糖尿病患者血清MCP-1水平与大血管病变密切相关。
罗格列酮属于噻唑烷二酮类(TZDs)药物,是人工合成的过氧化体增殖物激活型受体-γ(PPAR-γ)的高亲和性配体。近来研究表明,罗格列酮除可降糖外,还具有大血管的保护作用。它具有调节巨噬细胞的生理活性以及血管壁对炎症刺激的反应,阻止炎症前因子生成;下调其它转录因子如NF-κB信息转导途径,阻止AS斑块的崩解和血栓形成,减轻炎症反应;抑制NF-κB转录活性,减轻氧化应激,抑制体外VSMC增生、迁移以及血管再狭窄,而发挥抗动脉粥样硬化作用。本实验通过对不同葡萄糖浓度培养大鼠胸主动脉平滑肌细胞其分泌MCP-1的变化的观察,以及应用PPAR-γ的激动剂罗格列酮及其抑制剂GW-9662后对于MCP-1分泌水平的影响,来阐明不同血糖情况下平滑肌细胞MCP-1分泌水平的变化,以及罗格列酮的抗AS作用,并进一步探讨其发生作用的可能机制。
方法:正常健康清洁级5周龄雄性Wister大鼠,重量在175±25g。按照贴块法原代培养胸主动脉平滑肌细胞,经鉴定为平滑肌细胞后,用酶消化法传代,选取5~8代的平滑肌细胞用于实验,按如下分组随机分为8组:(1)正常组A1组:5.6mmol/L葡萄糖组;(2)高糖B1组:11.2mmol/L葡萄糖组;(3)高糖C1组:22.4mmol/L葡萄糖组;(4)药物干预组C2组:22.4mmol/L葡萄糖+10μmol/L罗格列酮组;(5)药物干预C3组:22.4mmol/L葡萄糖+30 μmo儿罗格列酮;(6)药物干预C4组:22.4mmol/L葡萄糖+100μmol/L罗格列酮组;(7)C5组:22.4mmol/L葡萄糖+100μmol/L罗格列酮+10μmol/L GW9662组:预先应用GW9662孵育细胞30min后加入罗格列酮;(8)对照组D1组:5.6mmol/l葡萄糖+16.8mmol/l甘露醇。各组细胞孵育24小时后,取上清留存于-70℃,用ELISA法检测各组MCP-1水平。Western Blot方法检测各组所收集细胞胞浆中NF-kBp65和IkBα的表达。
结果:
1.高糖及罗格列酮对孵育的平滑肌细胞所分泌的MCP-1的影响:细胞上清液中B1组、C1组浓度分别为340.87±43.92pg/ml、664.87±23.07pg/ml,分别比A1组(132.20±5.81pg/ml)有显著增加(P<0.01)。而D1组(134.07±8.50pg/ml)与A1组差别不大(P>0.05)℃2、C3、C4组MCP-1浓度分别为581.30±19.42pg/ml、343.20±56.77pg/ml、236.27±16.85pg/ml,分别比C1组(即葡萄糖浓度为22.4mmol/L组664.87±23.07pg/ml)降低12.57%、48.38%、64.46%,P<0.01。应用GW9662预先处理后C5组细胞上清中浓度为401.67±34.66pg/ml,比C4组明显增加,P<0.01。
2.高糖及罗格列酮对各组所孵育的平滑肌细胞中NF-kBp65和IkBa的表达的影响:NF-kBp65和IkBα在A1组的表达分别为0.18±0.02和0.60±0.09,与D1组的0.19±0.03和0.58±0.08无明显统计学差异(P>0.05);高糖孵育的B1、C1组NF-kBp65表达分别为0.27±0.03、0.34±0.04比A1组增加了47.9%和88.9%(P<0.01),且B1、C1两组间也有明显的统计学差异(P<0.01)。IkBα的表达在B1、C1组较A1组有显著降低,(0.46±0.07 vs 0.60±0.09,0.34±0.03 vs 0.60±0.09,P<0.01),其中C1组相对B1组亦有明显降低(P<0.05)。
应用罗格列酮干预后,随着罗格列酮浓度的增加NF-kBp65水平呈渐降趋势,其中在C3组(0.53±0.03)比C2组(0.66±0.05)减少了19.7%(P<0.01);C4组(0.45±0.06)比C3组又明显减少了15.1%,相对C2组则减少了31.8%(P<0.01),C5组NF-kBp65的蛋白表达为0.54±0.03比C4组有显著增加(P<0.01)。所培养C2、C3、C4组平滑肌细胞胞浆中IkBa蛋白表达依次明显增加,分别为0.37±0.02,0.51±0.03和0.62±0.04(P<0.01),C5组相对C4组有明显减低,为0.51±0.05(P<0.01)。
结论:实验发现高糖能够诱导大鼠胸主动脉平滑肌细胞分泌的MCP-1增加,并在一定范围内呈现浓度依赖性,同时伴随有细胞胞浆IkBα的磷酸化和NF-kBp65表达的增强。
应用不同浓度罗格列酮干预后,细胞分泌的MCP-1水平逐渐下降,NF-kB表达也随之减低,并呈现出剂量依赖性。这种现象随着罗格列酮抑制剂的应用而消失,表明罗格列酮确有抗炎作用,而MCP-1的分泌也很可能是通过NF-kB通路来调控的。