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目的:糖尿病和恶性肿瘤己成为当前严重危害人类健康和生命的重大疾病。近年来,糖尿病与恶性肿瘤的关系己受到人们的重视。国外流行病学调查发现,糖尿病患者发生乳腺癌的风险明显高于非糖尿病患者。有学者提出2型糖尿病是乳腺癌复发和转移的独立预后危险因素。糖尿病与乳腺癌的关系已经成为备受关注的热点。
肿瘤免疫学研究表明,肿瘤细胞可以通过分泌免疫抑制物质,降低机体免疫功能、逃避免疫监视,此种免疫逃逸是导致肿瘤发生发展的重要机制之一。TGF-β1、VEGF和IL-6是重要的免疫抑制物质,在糖尿病患者血清中含量明显增高,并且与患者血中葡萄糖和胰岛素的浓度关系密切。本研究选用小鼠乳腺癌4T1细胞作为研究对象,用不同浓度的葡萄糖和胰岛素对之作用,测定4T1细胞TGF-β1、VEGF和IL-6的分泌及其mRNA表达水平,为阐明糖尿病患者为何易患乳腺癌提供实验和理论依据。
方法:将4T1细胞分为15组。A组(对照组),RPMI1640培养液;B组,RPMI1640培养液+5mmol/L葡萄糖;C组,RPMI1640培养液十10mmol/L葡萄糖;D组,RPMI1640培养液+25mmol/L葡萄糖;E组,RPMI1640培养液+35mmol/L葡萄糖;F组,RPMI1640培养液+5μIU/mL胰岛素;G组,RPMI1640培养液+25μIU/mL胰岛素;H组,RPMI1640培养液+125μIU/mL胰岛素;I组,RPMI1640培养液+250μIU/mL胰岛素;J组,RPMI1640培养液+1.25μIU/mL胰岛素;K组,RPMI1640培养液+5mmol/L葡萄糖+5μIU/mL胰岛素;L组,RPMI1640培养液+5mmol/L葡萄糖+125μIU/mL胰岛素;M组,RPMI1640培养液+25mmol/L葡萄糖+125μIU/mL胰岛素;N组,RPMI1640培养液+25mmol/L葡萄糖+5μIU/mL胰岛素;O组,RPMI1640培养液+25mmol/L葡萄糖+1.25μIU/mL胰岛素。每组设双复孔,培养48小时。采用RT-PCR法检测TGF-β1、VEGF和IL-6mRNA相对表达量,ELISA法检测细胞培养上清中TGF-β1、VEGF和IL-6的含量。
结果:
1 不同浓度的葡萄糖和胰岛素对4T1细胞TGF-β1mRNA表达的影响
D组、E组、M组、N组和O组TGF-β1mRNA的表达水平(分别为1.048±0.17、1.032士0.18、1.151士0.42、1.297士0.26和1.085士0.14)与A组(0.597士0.16)相比明显增高(P<0.05),其余各组与A组相比无显著性差异(P>0.05)。结果显示高浓度(25mmol/L、35mmol/L)的葡萄糖能够上调4T1细胞TGF-β1mRNA的表达;胰岛素浓度的变化不影响4T1细胞TGF-β1mR.NA的表达。
2 不同浓度的葡萄糖和胰岛素对4T1细胞VEGF mRNA表达的影响
H组、I组、L组和M组VEGF mRNA的表达水平(分别为0.946士0.11、0.965士0.18、0.924士0.11和0.956士0.12)与A组(0.577±0.08)比较均明显增高(P<0.05)。但其它组与A组相比无显著性差异(P>0.05)。提示高浓度(125μIU/mL和250μIU/mL)的胰岛素能够上调4T1细胞VEGF mRNA的表达;葡萄糖浓度的变化不影响4T1细胞VEGF mRNA的表达。
3 不同浓度的葡萄糖和胰岛素对4T1细胞IL-6 mRNA表达的影响
D组、E组、M组、N组和O组IL-6 mRNA的表达水平(分别为0.904士0.17、0.911±0.16、0.913士0.12、0.904±0.16和0.911士0.10)与A组(0.473±0.06)相比均有显著性差异(P<0.05)。其余各组与A组相比无显著性差异(P>0.05)。结果显示高浓度(25mmol/L、35mmol/L)的葡萄糖能够上调4T1细胞IL-6 mRNA的表达;胰岛素浓度的变化不影响4T1细胞IL-6 mRNA的表达。
4 不同浓度的葡萄糖和胰岛素对4T1细胞分泌TGF-β1的影响
D组、E组、M组、N组和O组细胞培养上清中TGF-β1的浓度(分别为75.015士5.03、74.65S士4.42、76.126±5.23、75.520士6.62和75.301±5.29)均明显高于A组(53.841士3.86),差异有显著性(P<0.05);而其他组与A组相比,均无显著性差异(P>0.05)。结果显示高浓度(25mmol/L、35mmol/L)的葡萄糖能够显著增加4T1细胞TGF-β1的分泌;不同浓度的胰岛素不影响4T1细胞TGF-β1的分泌。
5 不同浓度的葡萄糖和胰岛素对4T1细胞分泌VEGF的影响
H组、I组、L组和M组细胞培养上清中VEGF的浓度(分别为150.984土9.39、152.791士10.86、151.311士11.41和150.563±14.08)与A组(114.761±7.11)相比均有显著性差异(P<0.05)。而其他组细胞培养上清中TGF-β1的浓度与A组相比无显著性差异(P>0.05)。结果显示不同浓度的葡萄糖对4T1细胞分泌VEGF无影响,高浓度(125μIU/mL和250μIU/mL)的胰岛素能显著增加4T1细胞VEGF的分泌。
6 不同浓度的葡萄糖和胰岛素对4T1细胞分泌IL-6的影响
D组、E组、M组、N组和O组细胞培养上清中IL-6的浓度(分别为79.011土8.12、77.971士7.43、80.007士7.46、79.296士5.30和80.559±6.46)均明显高于A组(56.993士7.91),差异有显著性(P<0.05);而其他组细胞培养上清中IL-6的浓度与A组相比,均无显著性差异(P>0.05)。结果显示高浓度(25mmol/L、35mmol/L)的葡萄糖能够显著增加4T1细胞IL-6的分泌;不同浓度的胰岛素不影响4T1细胞IL-6的分泌。
结论:
1 高浓度的葡萄糖能够上调4T1细胞TGF-β1和IL-6mRNA的表达,使4T1细胞培养液上清中TGF-β1和IL-6的分泌量增加。
2 不同浓度的葡萄糖对4T1细胞VEGF mRNA的表达和分泌无影响。
3 高浓度的胰岛素能够上调4T1细胞VEGF mRNA的表达,使4T1细胞培养液上清中VEGF的分泌量增加。
4 不同浓度的胰岛素对4T1细胞TGF-β1和IL-6 mRNA的表达无影响,对4T1细胞培养液上清中TGF-β1和IL-6的分泌量无影响。
5 高浓度的葡萄糖和胰岛素可显著增加乳腺癌肿瘤细胞某些免疫抑制物质的分泌,这可能是糖尿病患者易患乳腺癌的分子机制之一。