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目的:探究晚期糖基化终末产物(Advanced Glycation End Products,AGEs)对人主动脉血管平滑肌细胞(Human Aorta Vascular Smooth Muscle Cells,HASMCs)增殖和迁移的影响,进而探究ERK1/2、P38MAPK、JNK及AKT等相关信号通路是否参与HASMCs增殖和迁移。进一步探究AGEs是否与其受体RAGE以配体-受体相结合方式启动其下游信号通路参与HASMCs的增殖与迁移。为糖尿病血管动脉粥样硬化,血管腔内成形术(Percutaneous Transluminal Angioplasty,PTA)术后再狭窄等狭窄、闭塞性病变的防治提供新的策略。 方法:CCK-8法及EdU法检测HASMCs在不同浓度AGEs作用下增殖情况,流式细胞仪检测上述对应浓度条件下的AGEs对HASMCs周期转换情况;细胞划痕实验及Transwell实验测定HASMCs在上述对应浓度条件的AGEs刺激下其迁移情况,罗丹明-鬼笔环肽荧光染色后,通过激光共聚焦荧光显微镜观察HASMCs纤维肌动蛋白(F-actin)的表达情况;蛋白印迹技术(western blot)测定平滑肌细胞增殖与迁移相关蛋白的表达情况;PD98059(ERK1/2 inhibitor),SB203580(P38 inhibitor),SP600125(JNK inhibitor),LY294002(AKT inhibitor)分别预处理HASMCs,1小时之后,再加入一定浓度的AGEs,继续培养细胞24~48h,通过上述实验方法检测HASMCs增殖和迁移能力以及与增殖和迁移相关的蛋白质表达情况;经过以上实验的初步探索,我们发现抑制AKT信号通路之后,HASMCs的增殖和迁移活性均被明显抑制,表明AKT通路在AGEs诱导的HASMCs增殖和迁移过程中同时发挥重要的促进作用。故实验进一步选用AKT-siRNA转染HASMCs构建起AKT被干扰的细胞模型,同时选用RAGE-RANi慢病毒转入细胞构建起RAGE基因沉默的HASMCs模型,以探究AGEs/RAGE轴与AKT信号通路之间的关系。慢病毒载体上标记有绿色荧光蛋白基因(Green Fluorescein Protein,GFP),当细胞被成功转染病毒后,可以稳定表达GFP,通过荧光显微镜可以观察HASMCs的转染效率,western blot检测AKT蛋白和RAGE蛋白的以验证转染是否成功。转染成功后,经AGEs干预、诱导,再通过western blot测定RAGE、AKT以及增殖和迁移相关蛋白的表达情况。 结果: 1、在一定浓度范围内,AGEs能促进HASMCs增殖和迁移。当AGEs浓度在0~10mg/l范围内时,HASMCs增殖活性逐渐增强,在10mg/l时细胞增殖数量达最高峰,超出范围后其增殖活性逐渐减弱,且浓度超过40mg/l后,细胞开始凋亡;当AGEs浓度在0~20mg/l范围内时,HASMCs迁移活性逐渐增强,在20mg/l时细胞迁移数量达最高峰,超出范围后其迁移能力逐渐减弱。 2、HASMCs经PD98059(20μmol/l)预处理后,其增殖活性被显著抑制(P<0.05,n=3);同时观察到JNK的特异性抑制剂SP600125(40μmol/l)能显著抑制AGEs诱导的平滑肌细胞迁移(P<0.05,n=3);而HASMCs经SB203580预处理后其增殖与迁移均无明显抑制效应(P>0.05,n=3);但同时我们也观察到,HASMCs经LY294002(40μmol/l)预处理后,其增殖和迁移活性均被明显抑制P<0.05,n=3); 3、HASMCs转染AKT-siRNA后,经western blot检测,与对照组相比较,转染AKT-siRNA组细胞内AKT蛋白表达明显下调P<0.01,n=3)。 4、HASMCs转染RAGE-RANi慢病毒5天后,荧光显微镜观察到细胞稳定表达绿色荧光,且经western blot检测,与对照组相比较,转染RAGE-RANi组细胞内RAGE蛋白表达明显下调(P<0.01,n=3)。 5、HASMCs的AKT基因被干扰后,其增殖、迁移相关蛋白表达明显下调(P<0.05,n=3),而当其RAGE基因被沉默后,AKT蛋白的表达明显下调,同时,增殖、迁移相关蛋白也明显下调(P<0.05,n=3)。 结论: 1、AGEs能促进HASMCs增殖和迁移,且在一定范围内表现为浓度依赖性。 2、ERK1/2和JNK分别参与AGEs诱导的HASMCs增殖和迁移,AKT同时参与AGEs诱导的HASMCs增殖和迁移。 3、AGEs/RAGE轴可能通过调控AKT通路进而促进HASMCs增殖和迁移。