高糖及缺氧對胰島β細胞和血管內(nèi)皮細胞HIF-1α表達及其生物學功能的影響.pdf

1、美國臨床內(nèi)分泌醫(yī)師學會(AACE)在2011年公布的糖尿病綜合治療方案指南中首次提出臨床醫(yī)生應該重視糖尿病患者睡眠呼吸暫停的診斷和治療。阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(OSAHS)是一種全身性疾病,在肥胖2型糖尿病患者中的發(fā)生率很高,其引起的低氧血癥可造成全身多器官損害,其中最重要的是心腦血管損害。
　　為此,本實驗以小鼠胰島β細胞株MIN6和人臍靜脈內(nèi)皮細胞HUVEC為研究對象,觀察缺氧環(huán)境及高濃度葡萄糖對胰島β細胞增殖、自噬及

2、胰島素分泌的影響,以及對血管內(nèi)皮細胞增殖的影響,為進一步研究缺氧環(huán)境和高濃度葡萄糖對阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征合并糖尿病(OWD)以及合并大血管病變的發(fā)生發(fā)展提供理論基礎。本文從以下幾部分進行了論述。
　　一、高糖及缺氧對小鼠胰島β細胞株MIN6增殖、自噬及生物學功能的影響
　　目的：探討高糖及缺氧環(huán)境對小鼠胰島β細胞株MIN6增殖、自噬及胰島素分泌的影響。
　　方法：(1)分別以正常濃度(5.5mmol/L)和高

3、濃度(33.3mmol/L)葡萄糖作用于MIN6,再將正糖組和高糖組細胞分別按缺氧時間(0d,1d,2d,3d,4d,缺氧1d后復氧1d)各分為六個亞組,應用細胞增殖和細胞毒性檢測試劑盒(CCK-8)檢測細胞增殖;(2)分別以正常濃度(5.5mmol/L)和高濃度(33.3mmol/L)葡萄糖作用于MIN6,再將正糖組和高糖組各分為常氧和缺氧兩個亞組,應用Real-time PCR法檢測HIF-1α和Beclin-1表達量;(3)分別以

4、正常濃度(5.5mmol/L)和高濃度(33.3mmol/L)葡萄糖作用于MIN6,再將正糖組和高糖組按缺氧時間(0d,1d,2d,3d,4d)各分為五個亞組,ELISA法檢測各組上清中胰島素濃度。
　　結果：(1)常氧環(huán)境下,正糖組和高糖組細胞增殖無顯著差異(P>0.05);缺氧環(huán)境下,各組細胞增殖呈時間依賴性抑制(正糖組r=-0.966,P<0.01;高糖組r=-0.912,P<0.05),且高糖組抑制作用更明顯(P<0.01

5、);正糖組細胞缺氧后1d復氧1d與常氧培養(yǎng)相比,細胞增殖無顯著差異(P>0.05),但高糖組細胞缺氧后1d復氧1d與常氧培養(yǎng)相比,細胞增殖仍明顯受抑制(P<0.01);
　　(2)缺氧環(huán)境下,HIF-1α和Beclin-1表達上調(diào),二者表達呈相關性(r=0.965,P<0.05);
　　(3)缺氧環(huán)境下,各時間點高糖組細胞培養(yǎng)上清中胰島素濃度較正糖組降低(P<0.01)。正糖組與高糖組分別進行組內(nèi)比較:隨缺氧時間延長,培養(yǎng)上

6、清中胰島素量呈時間依賴性降低(正糖組r=-0.997,P<0.01;高糖組r=-0.999,P<0.01)。
　　結論：單純高糖對胰島β細胞株增殖無明顯影響,單純?nèi)毖蹩梢种萍毎鲋?缺氧合并高糖時抑制作用更明顯,提示二者具有協(xié)同作用,抑制細胞增殖。這種抑制作用在正糖組可被復氧逆轉,但在高糖組不被復氧所逆轉。缺氧經(jīng)HIF-1α介導細胞自噬。細胞增殖減弱和自噬增強共同導致胰島β細胞數(shù)量減少,并加重胰島β細胞損傷,最終導致胰島素分泌減少

7、。
　　二、高糖及缺氧對人臍靜脈內(nèi)皮細胞HUVEC增殖的影響
　　目的：觀察缺氧環(huán)境和高濃度葡萄糖對人臍靜脈內(nèi)皮細胞增殖的影響,探討高糖及缺氧在糖尿病性大血管病變的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮的作用。
　　方法：分別以正常濃度(5.5mmol/L)和高濃度(33.3mmol/L)葡萄糖作用于HUVEC,再將正糖組和高糖組細胞分別按缺氧時間(0h,12h,24h,48h,缺氧24h后復氧24h)各分為五個亞組。培養(yǎng)結束后應用細胞增殖和

8、細胞毒性檢測試劑盒(CCK-8)檢測細胞增殖。
　　結果：缺氧環(huán)境下,正糖組和高糖組細胞增殖均呈時間依賴性抑制(正糖組r=-1.000,P<0.01;高糖組r=-0.997,P<0.01),且高糖組抑制作用更明顯(P<0.01)。細胞缺氧后復氧較缺氧時細胞增殖在正糖組與高糖組均無顯著差異(P>0.05)。
　　結論：缺氧環(huán)境和高濃度葡萄糖可抑制人血管內(nèi)皮細胞增殖,二者有協(xié)同作用,且復氧不可逆轉這種抑制作用,提示高糖及缺氧使血