VitD/pin1轴调控糖尿病血管内皮衰老的机制研究

来源 :福建医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanhan777
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目的:本研究通过动物实验观察维生素D和pin1抑制剂胡桃醌对链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病SD大鼠主动脉结构和内皮舒张功能的影响,以及pin1、SIRT1、P66shc及衰老相关蛋白表达的影响;细胞实验观察VitD和胡桃醌对高糖诱导的脐静脉内皮(HUVECs)衰老的影响及探讨VitD/pin1轴失衡调节糖尿病内皮衰老的可能机制。方法:动物实验:通过STZ腹腔注射SD大鼠建立糖尿病大鼠模型,动物分组:Ctr组(空白对照组),DM组(STZ组),VitD组(STZ+VitD灌胃组),胡桃醌组(STZ+胡桃醌腹腔注射组),联合用药组(STZ+VitD灌胃+胡桃醌腹腔注射组);每组10只。葡萄糖氧化酶法测定大鼠空腹血糖水平;H-E染色观察SD大鼠主动脉结构,离体血管环实验检测胸主动脉血管舒张功能,WB检测细胞衰老相关蛋白分子表达水平。细胞实验:体外胶原酶消化法提取人脐静脉内皮细胞,通过细胞形态学,蛋白质免疫印迹法进行HUVECs细胞鉴定。用33mM葡萄糖溶液建立高糖诱导细胞衰老模型,分为Ctr组,高糖组(33mM葡萄糖),vit D组(高糖+vit D),胡桃醌组(高糖+胡桃醌);联合用药组(高糖+vit D+胡桃醌);通过β-半乳糖苷酶染色鉴定衰老细胞;流式细胞技术检测细胞周期;免疫印迹法(Western blot)检测衰老相关蛋白表达水平;免疫荧光检测活细胞内ROS水平,JC-1法检测细胞线粒体膜电位水平。结果:动物实验:1)与Ctr组相比,DM组大鼠空腹血糖明显升高,VitD组、胡桃醌组及联合用药组大鼠空腹血糖有明显降低,VitD组、胡桃醌组及联合用药组之间空腹血糖无明显差异。2)HE染色显示:Ctr组SD大鼠胸主动脉内膜结构完整,光滑,中膜厚度均匀,血管平滑细胞排列规则;DM组SD大鼠主动脉内膜凹凸不平,中膜厚度不均,部分有缺损;VitD组、胡桃醌组及联合用药组SD大鼠,内膜结构较完整,中膜结构较均匀,血管平滑细胞结构较规则。3)与Ctr组大鼠相比,DM组SD大鼠胸主动脉ACH内皮依赖性与SNP非内皮依赖性舒张功能明显降低,当ACH浓度为10-8M,SNP10-7M两组舒张功能有显著差异,与DM组相比,VitD组、胡桃醌组及联合用药组SD大鼠胸主动脉内皮依赖性及非内皮依赖性舒张功能明显改善,组间无明显差异。4)糖尿病可显著增加SD大鼠胸主动脉Pin1蛋白,线粒体氧化调控蛋白P66Shc及衰老相关标记分子P21蛋白表达水平,降低线粒体氧化调控蛋白SIRT1表达水平;与DM组相比,VitD组、胡桃醌组及联合用药组均能抑制糖尿病小鼠胸主动脉Pin1、P66Shc、SIRT1及P21蛋白表达,组间无明显差异。细胞实验:1)与Ctr组相比,高糖组衰老染色细胞明显增多,与高糖组相比,VitD组、胡桃醌组及联合用药组染色细胞明显减少,而VitD组(10-6M)、胡桃醌组(10-7M),联合用药组之间无明显差异。2)与ctr组相比,高糖组HUVECs细胞G1期细胞比例明显增多;与高糖组相比,VitD、胡桃醌及联合药物干预,可使G1期细胞比例减少,而VitD组(10-6M)、胡桃醌组(10-7M),联合用药组之间无明显差异。3)与Ctr组相比,高糖(33mM)可明显可增强细胞内ROS的产生,表现为荧光明显增强,与高糖组相比,VitD组(10-6M)、胡桃醌组(10-7M)及联合用药组可以抑制高糖条件下细胞产生的荧光强度,而VitD组(10-6M)、胡桃醌组(10-7M),联合用药组之间无明显差异4)与Ctr组相比,高糖(33mM)可使线粒体膜电位下降,VitD(10-6M)及胡桃醌(10-7M)可明显抑制高糖诱导的线粒体膜电位下降,与HG组相比,VitD组、胡桃醌组及联合用药组,线粒体膜电位明显降低,而VitD组(10-6M)、胡桃醌组(10-7M),联合用药组之间无明显差异。5)与Ctr组相比,高糖(33mM)能诱导HUVECs细胞pin1、线粒体氧化调控蛋白P66Shc及衰老相关分子P21表达水平,抑制线粒体氧化调控蛋白SIRT1表达水平,与高糖组相比,VitD(10-6M)组及胡桃醌组(10-7M)能降低高糖诱导HUVECs细胞Pin1、P66Shc及P21表达水平,VitD能明显改善高糖诱导的SIRT1表达降低;联合用药组能明显降低SIRT1,P66Shc及P21的表达水平。结论:1)VitD及胡桃醌均可抑制糖尿病诱发大鼠胸主动脉损伤,改善血管功能;2)VitD及胡桃醌可抑制糖尿病大鼠胸主动脉Pin1、SIRT1、P66Shc及P21蛋白表达水平;3)VitD及胡桃醌均可抑制HUVECs氧化应激和细胞周期阻滞;4)VitD及胡桃醌可能通过调控SIRT1/P66Shc失衡,延缓内皮细胞衰老。
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