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研究目的:烟草危害是当今世界最严重的公共危害之一。越来越多的科学研究证实,吸烟与糖耐量异常、胰岛素抵抗、血脂紊乱以及脂肪分布异常等密切相关,是代谢综合征的主要危险因素。微囊泡(Microvesicles,MVs),作为在细胞激活或者凋亡过程中产生的一种细胞膜结构,是细胞自我调节的机制,可以参与多种病生理过程的信号激活、传导、免疫调节以及修复功能。本研究观察烟草提取物(tobacco smoke extract,TSE)处理人类单核/巨噬细胞释放的MVs(TSE-MVs)对脂肪细胞的炎症反应激活和胰岛素信号通路的抑制作用;探讨TSE-MVs表面携带的炎性因子高迁移率族蛋白-1(high mobility group box 1,HMGB-1)在脂肪细胞的炎症反应激活和抑制胰岛素信号通路的作用机制;为吸烟与代谢综合征相关性的研究提供新的方向和机制探索。研究方法:1.TSE-MVs的提取培养人类THP-1单核细胞,佛波酯(phorbol 12-myristate 13-acetate,PMA)诱导其分化为THP-1样单核/巨噬细胞。培养从新鲜的人类血液中分离的单核细胞来源的巨噬细胞(primary human monocyte-derived macrophages,h MDMs)。在一密封系统中,将香烟燃烧后释放的烟雾溶解在10毫升RPMI 1640培养液中得到TSE。TSE刺激THP-1样单核/巨噬细胞或者h MDMs细胞24小时后,取细胞上清液,超高速离心法得到TSE-MVs团粒。RPMI 1640培养液对TSE-MVs进行重悬。2.TSE-MVs诱导脂肪细胞的早期炎症反应培养3T3-L1前脂肪细胞,使用地塞米松、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤、罗格列酮及胰岛素诱导其分化为成熟的脂肪细胞。TSE-MVs处理成熟脂肪细胞24小时。细胞探针法标记THP-1单核细胞,使单核细胞呈现绿色荧光。使用8.0μm的transwell chamber共同孵育荧光标记的单核细胞和脂肪细胞,观察TSE-MVs诱导单核细胞聚集、粘附和侵入脂肪细胞的能力。3.TSE-MVs抑制胰岛素信号通路的磷酸化TSE-MVs处理成熟脂肪细胞24小时后,10 n M胰岛素刺激脂肪细胞20分钟。观察TSE-MVs对胰岛素受体底物(Insulin receptor substrate,IRS)酪氨酸612(IRS-612)和AKT的丝氨酸473(AKT-473)磷酸化的影响。观察TSE-MVs与单核细胞共同作用下胰岛素信号通路IRS-612和AKT-473磷酸化的改变情况。4.HMGB-1是TSE-MVs作用机制的研究Western blot方法检测TSE-MVs携带高迁移率族蛋白-1(high mobility group box 1,HMGB-1)。观察人工重组的HMGB-1(recombinant HMGB-1,r HMGB-1)诱导脂肪细胞炎症反应的激活以及胰岛素信号通路IRS-612和AKT-473磷酸化水平的改变。甘草酸(Glycyrrhizin,Gly)能够抑制HMGB-1表面活性成分,使用Gly预处理TSE-MVs或r HMGB-1后,观察TSE-MVs或r HMGB-1诱导的单核细胞聚集、粘附和侵入脂肪细胞的能力,以及对胰岛素信号通路IRS-612和AKT-473磷酸化的影响。研究结果:1.TSE诱导THP-1样单核/巨噬细胞或原代h MDMs可以释放MVs。2.TSE-MVs处理脂肪细胞24小时,脂肪细胞分泌单核细胞趋化因子(monocyte chemotactic protein,MCP-1),增强了单核细胞聚集、粘附和侵入脂肪细胞的能力。在使用抗MCP-1抗体、巨噬细胞表面趋化因子受体2(C-C motif chemokine receptor-2,CCR2)的拮抗剂RS504393后,抑制MCP-1或者阻碍MCP-1的作用位点,从而抑制TSE-MVs引起的脂肪细胞早期炎症反应发生。3.TSE-MVs处理脂肪细胞,抑制胰岛素信号通路IRS-612和AKT-473的磷酸化。4.TSE刺激THP-1样单核/巨噬细胞或原代h MDMs,HMGB-1大量分泌。人工重组的r HMGB-1处理脂肪细胞后,同样能够引起脂肪细胞早期炎症反应和抑制胰岛素信号通路。5.甘草酸能够抑制TSE-MVs和r HMGB-1的作用,减少MCP-1的释放,从而减轻单核细胞对脂肪细胞的聚集、粘附和侵入作用;同时恢复胰岛素信号通路IRS-612和AKT-473的磷酸化水平。结论:1.烟草提取物能够引起人类单核/巨噬细胞释放MVs。2.TSE-MVs处理脂肪细胞分泌MCP-1,从而诱导脂肪细胞的早期炎症反应,包括单核细胞对脂肪细胞的聚集、粘附和侵入作用。TSE-MVs可以与单核细胞共同作用,抑制胰岛素信号通路IRS-612和AKT-473的磷酸化。3.TSE-MVs表面携带HMGB-1,是TSE-MVs引起脂肪细胞早期炎性改变和抑制胰岛素信号通路的机制。甘草酸拮抗HMGB-1的活性成分,有效抑制TSE-MVs诱导的炎性改变并且促进胰岛素信号通路的磷酸化水平。从而为胰岛素抵抗的机制研究和治疗提供理论依据。