活性氧对INS-1细胞PTENmRNA表达的影响研究

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糖尿病是由于胰岛素分泌缺陷和(或)胰岛素作用缺陷所引起的以慢性高血糖为特征的代谢性疾病,并可导致多种临床并发症。近年来糖尿病发病率逐年升高,严重威胁患者的健康甚至生命,给社会和家庭造成沉重的经济负担。目前尚无根治糖尿病的方法,因此,了解胰岛素分泌机制及调节途径对于寻找新的治疗靶点,改善胰岛素分泌、治疗糖尿病具有重要意义。近年来,生理浓度的活性氧(ROS)作为细胞内信号分子的作用已经逐渐被人们所认识。研究显示,用高糖刺激分离的大鼠胰腺和INS-1细胞时,在胰岛素升高的同时伴有细胞内ROS的升高,并且低浓度ROS可模拟葡萄糖作用于胰岛β细胞,刺激胰岛素分泌。说明ROS作为信号分子参与了葡萄糖刺激胰岛素分泌(GSIS)的信号转导途径。PTEN是蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPs)家族的一员,它通过负向调控磷酯酰肌醇3-激酶(PI3K)-蛋白激酶B(AKT)信号通路,成为重要的肿瘤抑制因子,并调节多种细胞活动。由于PTENCys124的Pka值比通常的Cys低(约5.4),在中性条件下易被离子化,使PTEN中这一活跃的Cys124很容易被氧化,与Cys71形成二硫键导致可逆性失活。研究表明,在吞噬细胞和成纤维细胞,H2O2通过可逆性氧化PTEN而抑制其活性,从而解除PTEN对PI3K的抑制作用,促进细胞内磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸(PIP3)升高,进一步调节细胞活动。到目前为止,尚无关于ROS是否对胰岛β细胞PTEN具有调节作用的报道,因此,本试验对在INS-1细胞内,高糖刺激的ROS升高是否对PTEN mRNA表达有抑制作用作一研究如下:分别用不同浓度葡萄糖(0、3、7、11和20mmol/L)和H2O2(0、1、2、4、6和8umol/L)干预INS-1细胞(30min),通过ELISA方法检测INS-1细胞分泌胰岛素;通过DCFH-DA荧光法检测细胞ROS;通过RT-PCR方法检测INS-1细胞PTENmRNA的表达。结果显示:随着葡萄糖和H2O2浓度升高,细胞ROS浓度和胰岛素分泌逐渐增高;高糖和H2O2干预的INS-1细胞的PTENmRNA表达与对照组(葡萄糖0mmol/L和H2O20 umol/L)的相比是下调的。这些结果提示:葡萄糖代谢引起的INS-1细胞内ROS升高通过抑制PTEN基因表达而参与了胰岛素分泌的信号途径。
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