苦参碱介导NF-κB信号通路保护胰岛β细胞免受STZ诱导损伤的作用机制研究

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胰腺β细胞在调控胰岛素分泌和血糖水平的过程中发挥着至关重要的作用。越来越多的证据表明糖尿病(Diabetes mellitus, DM)发生与发展与β细胞功能障碍/死亡密切相关。损伤细胞的因素众多,主要是通过诱导氧化应激发挥损伤效应,并最终导致细胞凋亡,使细胞数量减少和胰岛纤维化。因此研究出新型的治疗药物来降低或减轻氧化应激诱导的细胞损伤是当前治疗DM的热点话题。苦参碱具有强大的抗氧化和抗凋亡能力而被大家所熟知。据报道苦参碱(Matrine)通过抑制细胞凋亡,对少突细胞的生长起到促进作用;因为苦参碱具有抗氧化和抗凋亡功能,因此可以减少阿霉素诱导产生的活性氧(Reactive oxygen species, ROS)对心肌细胞的损伤;苦参碱还可以减弱氧化低密度脂蛋白刺激巨噬细胞产生的氧化应激损伤。苦参碱在氧化应激诱导胰岛β细胞损伤中的作用机制,然而并不清楚。
  目的:本课题通过链脲佐菌素(Streptozotocin, STZ)处理胰岛瘤(Insulinoma, INS-1)细胞,并诱导INS-1细胞损伤模拟氧化应激损伤胰岛β细胞,探讨苦参碱是否可以减轻STZ诱导的胰岛β细胞损伤,并初步探究它的作用机制,为开发新的治疗药物提供理论依据。
  方法:体外培养小鼠INS-1细胞分为如下五组:0μM苦参碱组(正常对照组)、200μM苦参碱组、400μM苦参碱组、600μM苦参碱组、800μM苦参碱组、1000μM苦参碱组,STZ和苦参碱处理的INS-1细胞分为如下六组:0μM苦参碱组、3mMSTZ处理组、200μM苦参碱+STZ组、400μM苦参碱+STZ组、600μM苦参碱+STZ组。采用细胞计数盒-8(Cell Counting Kit-8, CCK-8)试剂盒、流式细胞术、酶联免疫吸附法试剂盒(enzyme-linked immunosorbent assay kit, ELISA kit)、ROS检测试剂盒、脂质过氧化MDA检测试剂盒以及总SOD检测试剂盒检测苦参碱对STZ处理的INS-1细胞活性、凋亡、胰岛素分泌和氧化应激的影响。蛋白免疫印迹法(Western blotting)检测cleavedcaspase-3、Bcl-2、磷酸化-c-jun氨基端激酶(phospho-c-Jun N-terminal kinase, p-JNK)、c-Jun氨基端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)、p-P38和P38蛋白的表达水平。
  结果:与0μM苦参碱组相比,在其他组中苦参碱均可以显著降低INS-1细胞活性,并且呈现出剂量依赖性。苦参碱处理可以显著抑制STZ诱导的INS-1细胞的细胞凋亡,且呈剂量依赖性。苦参碱诱导STZ处理的INS-1细胞分泌胰岛素含量增加。在STZ处理的条件下,苦参碱能显著降低INS-1细胞ROS和丙二醛(Malondialdehyde, MDA)水平,提高INS-1细胞内超氧化物气化酶(Superoxide dismutase, SOD)的含量。在苦参碱的作用下,INS-1细胞内抗凋亡基因Bcl-2的蛋白水平显著上升,促凋亡基因cleavedcaspase-3的蛋白水平显著降低。苦参碱通过调节INS-1细胞内p-JNK,JNK,p-P38,P38蛋白水平调控JNK和p38MAPK(p38 mitogen-activated protein kinase, p38 MAPK)信号通路的激活对STZ诱导的INS-1细胞损伤起到保护作用。
  结论:苦参碱可能通过抑制ROS、MDA、cleavedcaspase-3的表达、JNK和p38MAPK信号通路的激活以及提高SOD、胰岛素分泌和Bcl-2的表达对氧化应激诱导胰岛β细胞起到保护作用。
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