论文部分内容阅读
研究背景：糖尿病是临床最常见的危害大众健康的慢性病之一,其主要死亡原因为心血管事件。高血糖造成的糖尿病能量代谢紊乱可影响心肌细胞的正常生理功能,这可能是糖尿病性心脏病的病因,同时也是各种心血管病变的基础因素。因此,想要维持心肌细胞正常能量代谢,保证心肌细胞正常生理功能,减少糖尿病性心血管病变的发生,需要保证作为心肌细胞的主要能量来源的葡萄糖的正常转运和利用。葡萄糖转运蛋白(GLUT)介导细胞对内环境中的葡萄糖的摄取。心肌细胞中主要存在GLUT1、GLUT4、GLUT12,以GLUT4作用最为重要。有研究证实慢性低血糖可引起GLUT表达代偿性升高,增加葡萄糖摄取能力以适应低血糖状态。而我们前期研究发现慢性高血糖可使神经细胞GLUT表达降调节,作为一种代偿性保护机制,降低细胞对葡萄糖的摄取,避免过多的葡萄糖进入细胞造成高糖损伤,我们将其称之为高血糖预适应机制(hyperglycemia pre-accommodation HGPA)。心血管病变(CVD)是糖尿病患者的最主要的死因。但高血糖对心肌细胞生长代谢的具体影响还不清楚,心肌细胞是否存在对高血糖的适应性调节反应亦不明确。本研究利用体外细胞培养模型技术,探讨不同葡萄糖浓度及胰岛素浓度对H9c2(2-1)心肌细胞增殖与GLUT4表达的影响,评价心肌细胞增殖与GLUT4表达变化间的关系,验证心肌细胞是否存在高血糖预适应机制,指导糖尿病心血管疾病的防治。方法：采用H9c2(2-1)大鼠心肌细胞株。根据培养液糖浓度将细胞分为5组进行培养：对照组(NC)、低糖组(LG)、高糖1组(HG1)、高糖2组(HG2)、高糖3组(HG3)。各组对应的葡萄糖浓度分别为5,0.1、10、15、20mmol/L.各组调整胰岛素浓度分为：正常胰岛素亚组(INSc,3.8mU/L胰岛素),高胰岛素亚组(INSh,7.6mU/L胰岛素)。分别培养H9c2细胞1、2、3天。利用CCK-8法评价心肌细胞增殖情况,分别利用RT-PCR法(?)(?)Western blot法检测(?)GLUT4mRNA和蛋白表达水平。统计分析评价心肌细胞增殖与GLUT4表达之间的关系。结果：1.LG、HG2、HG3组细胞增殖(吸光光度值,OD值)低于NC组(P<0.05)。而HG1组OD值高于NC组(P<0.05)。在HG1、HG2、HG3组中我们观察到OD值与葡萄糖浓度呈负相关(P<0.05)。INSc亚组细胞OD值低于INSh亚组(P<0.05)。2. LG、HG2、HG3组GLUT4mRNA表达低于对照组(P<0.05)。HG1组GLUT4mRNA表达在培养第1天高于对照组,在培养第2、3天低于对照组(P<0.05)。HG1、HG2、HG3组GLUT4mRNA表达与糖浓度呈负相关(P<0.05)。INSc亚组细胞GLUT4mRNA表达低于INSh亚组(P<0.05)。3. GLUT4蛋白表达与GLUT4mRNA表达变化一致。4.H9c2细胞增殖与相应GLUT4mRNA和蛋白表达变化呈正相关关系(P<0.01)。结论：1.葡萄糖浓度影响体外培养的心肌细胞的增殖。随着培养时间的延长,葡萄糖浓度愈高细胞增殖水平愈低。二者呈负相关关系。2.葡萄糖浓度影响心肌细胞GLUT4mRNA及其蛋白表达水平。心肌细胞GLUT4mRNA及其蛋白表达水平随糖浓度升高而下降,二者亦呈负相关关系。即高糖条件下GLUT4表达降调节。3.高胰岛素水平改善细胞增殖,亦增力(?)GLUT4表达。4.葡萄糖对心肌细胞增殖的影响可能是通过GLUT4调节介导的。胰岛素水平亦是影响因素之一。5.高糖情况下GLUT4表达降调节,可以减少葡萄糖进入细胞内,以避免高糖对细胞产生毒性作用。这可能是心肌细胞对周围高糖环境的代偿性适应性调节反应,即高血糖预适应。研究意义：利用体外心肌细胞培养模型,通过探讨葡萄糖及胰岛素水平与细胞增殖及GLUT4表达变化之间的关系,发现葡萄糖和胰岛素可通过调控GLUT4的表达影响心肌细胞的生长状态,观察至(?)JGLUT4表达随血糖水平升高而存在降调节,初步验证心脏HGPA(?)(?)说,找出适合心肌细胞生长的内环境。本研究可指导糖尿病心血管并发症的防治。