二氢杨梅素调控自噬保护高糖诱导血管内皮细胞损伤的作用研究
在全球范围内,糖尿病已成为严重威胁人类健康的“第三杀手”,仅位于心血管疾病、恶性肿瘤之后。糖尿病对机体健康的重大威胁主要源自于高糖导致的大血管和微血管病变继而引发的一系列血管并发症,如糖尿病心脏病、糖尿病视网膜病变等是糖尿病致残和致死的首要原因。高糖诱导血管内皮细胞损伤是糖尿病血管并发症发生的关键启动因子,因此研究其作用机制与相应的保护措施对防治糖尿病血管并发症具有重要理论意义和实际应用价值。 自噬是一种依赖于溶酶体酶消化分解的蛋白质和细胞器的降解途径,对于维持细胞稳态具有重要生理意义。通常情况下细胞在遭受损伤时,通过自我调节机制增强自噬功能来降解受损的蛋白质和/或细胞器,促进细胞存活,但在某些损伤因子作用下引起自噬功能受损或过度激活时,导致细胞内受损的蛋白质和/或细胞器大量堆积或自噬广泛损伤细胞器时,则促进细胞死亡。基于自噬犹如一把“双刃剑”既可能是促进细胞存活的防御性机制,也可能是促进细胞死亡的病理性机制,研究自噬在高糖诱导血管内皮细胞损伤中的作用,对于通过调控血管内皮细胞自噬防治糖尿病血管并发症具有重要指导意义。 近年来,黄酮类化合物在心血管疾病、糖尿病等慢性非传染性疾病防治中的作用备受关注,已有研究报道染料木黄酮、芹黄素等黄酮类化合物可抑制高糖诱导的血管内皮细胞损伤,提示黄酮类化合物在糖尿病血管并发症的防治方面具有潜在应用价值。二氢杨梅素是药食两用植物藤茶中含量极为丰富的一种黄酮类化合物,已被证实具有抗氧化、抑菌、降血脂、抗肿瘤等多种药理学功效。有研究发现二氢杨梅素对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠具有明显的降血糖作用,但二氢杨梅素是否对高糖诱导的血管内皮细胞损伤具有保护作用尚不清楚。 本研究通过建立高糖诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)体外损伤模型,首先观察二氢杨梅素对高糖诱导HUVEC损伤的影响,然后探讨自噬在高糖诱导HUVEC损伤中的作用以及二氢杨梅素的干预效应,旨在明确二氢杨梅素保护高糖诱导血管内皮细胞损伤的效应,以及自噬活性变化在其中的作用。 主要研究结果和结论如下: 1、原代培养的HUVEC在高糖作用下,细胞活力下降、细胞凋亡增加,细胞内活性氧ROS含量增加,抗氧化酶SOD、CAT的活性下降,同时细胞分泌炎症因子TNF-α、ICAM-1、MCP-1等升高,而二氢杨梅素干预处理可明显拮抗高糖诱导的HUVEC上述变化发生,表明二氢杨梅素对高糖诱导的HUVEC发生氧化应激、炎症反应具有明显保护作用。 2、双荧光标记LC3检测和透射电镜观察结果均显示高糖处理的HUVEC中自噬斑点(自噬体)数量明显减少,蛋白免疫印迹检测结果显示自噬相关基因BECN1、ATG5、及LC3-Ⅱ在高糖处理的HUVEC中的表达水平降低,p62表达水平升高,提示高糖可导致HUVEC自噬活性的抑制。 3、自噬抑制剂3-MA干预处理加重高糖对HUVEC自噬活性的抑制作用,同时增强高糖诱导的HUVEC氧化应激及炎症反应,而自噬促进剂RAPA干预处理减轻高糖对HUVEC自噬活性的抑制作用,同时削弱高糖诱导的HUVEC氧化应激及炎症反应,表明自噬功能受损与高糖诱导HUVEC损伤密切有关。 4、双荧光标记LC3检测和透射电镜观察结果均显示二氢杨梅素单独处理的HUVEC中自噬斑点(自噬体)数量明显增多,WB检测结果显示自噬相关分子BECN1、ATG5及LC3-Ⅱ在二氢杨梅素处理的HUVEC中的表达水平升高,p62表达水平降低;与高糖处理组比较,二氢杨梅素与高糖联合处理的HUVEC中自噬斑点(自噬体)数量增加,自噬相关分子蛋白表达水平升高,提示二氢杨梅素可促进HUVEC的自噬活性,并可有效拮抗高糖诱导的HUVEC自噬活性降低。 5、自噬抑制剂3-MA明显削弱二氢杨梅素对高糖诱导HUVEC发生凋亡、炎症反应的保护作用,而自噬促进剂RAPA明显增强二氢杨梅素对高糖诱导HUVEC发生凋亡、炎症反应的保护作用,表明二氢杨梅素促进HUVEC自噬活性是其保护高糖诱导HUVEC损伤的作用机制之一。 综上所述,高糖诱导HUVEC发生氧化应激、炎症反应等损伤与其抑制HUVEC的自噬活性密切有关,二氢杨梅素可通过增强HUVEC的自噬活性保护高糖诱导HUVEC损伤,但高糖及二氢杨梅素调控自噬的确切分子机制还有待于进一步深入研究。
二氢杨梅素;自噬保护;高糖诱导;血管内皮细胞损伤
第三军医大学
硕士
营养与食品卫生学
朱俊东
2014
中文
R587.1;R965.2
68
2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）