吡格列酮对胰岛素抵抗血管内皮细胞保护机制的研究

发布时间：2018-06-08 15:50

  本文选题：胰岛素抵抗 + 内皮细胞　； 参考：《吉林大学》2015年博士论文

【摘要】：胰岛素抵抗常与内皮功能障碍同时出现，它们拥有共同的发病机制（如高血糖、高血脂、高胰岛素、炎症、凝血功能障碍、激素释放紊乱等），相互影响、相互交错并加重，最终可导致糖尿病、肥胖、代谢综合征、全身心脑血管系统疾病及相关靶器官损害的出现和发展。所以说二者是上述疾病形成的主要推动力和重要基础条件。 正常情况下胰岛素可通过与内皮细胞上的胰岛素受体结合后激活IRS（胰岛素受体底物）并凭借特定的细胞信号通路相继激活PI3K（磷脂酰肌醇-3激酶）、Akt（蛋白激酶B）、eNOS（内皮型一氧化氮合酶）以刺激内皮细胞产生一氧化氮（NO），完成其使血管扩张，血流增加的生物学特性。但是当处于高糖、氧化应激等条件下胰岛素信号更容易通过MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）——ET-1细胞信号通路作用血管内皮细胞，刺激血管内皮素-1（ET-1）和粘附分子（AM）的表达，这样可达到与IRS-1——PI3K——Akt信号传导通路相反的生理、病理反应，使血管收缩，血流减少，细胞增殖、增生，血栓容易形成，凝血系统异常，从而影响内皮细胞功能，导致内皮细胞完整性被破坏，引发内皮细胞功能障碍。反过来内皮功能障碍也可影响胰岛素的正常生物特性，使之不能有效和其受体结合并产生细胞信号，最终可导致胰岛素靶器官对胰岛素调节葡萄糖利用的灵敏度和/或代谢作用的反应下降而引发胰岛素抵抗。导致多系统疾病的能量稳态、细胞生长和组织修复之间失衡，出现葡萄糖和脂质代谢紊乱，表现为脂质沉积、氧化应激、炎症反应增多，趋化因子和细胞因子随即释放而损伤血管，进一步加重胰岛素抵抗和内皮功能障碍的程度，最终导致多种临床慢性疾病的出现直至MODS（多器官功能障碍综合征）的发生。 因此胰岛素和内皮细胞能否正常发挥生理效应，对保持健康机体内环境中代谢和血流动力学间的平衡起着至关重要的作用。所以寻找能够同时增强胰岛素敏感性并保护血管内皮细胞，确保胰岛细胞能如常分泌适宜胰岛素作用正常内皮细胞以使二者生理功能得以如常发挥，避免或减轻胰岛素抵抗和内皮功能障碍的病理损害发展到如血管结构异常增生及断裂、胰岛素靶器官丧失对其敏感性、胰岛分泌功能耗竭影响代谢导致内环境紊乱引发多种疾病出现并走向终末阶段以致不可逆转，降低相关疾病如糖尿病、冠心病的发病率及死亡率的方法，，对临床工作将大有裨益。 吡格列酮（Pioglitazone）作为噻唑烷二酮家族成员之一，属于胰岛素增敏剂。而因为吡格列酮具有提高胰岛素靶器官对胰岛素的敏感性，促进葡萄糖的摄取从而降低血糖的作用，目前临床工作中主要用来针对2型糖尿病患者进行治疗。新近一些实验、调查、研究表明吡格列酮可能对损伤的内皮功能有改善作用，但是否对内皮细胞有保护作用及具体机制依然没有明确提出。本研究应用吡格列酮作用胰岛素抵抗血管内皮细胞，观察其对胰岛素抵抗血管内皮细胞是否具有保护作用及可能的作用机制。 方法： 1、以高浓度葡萄糖培养基加糖皮质激素和不同浓度的胰岛素培养人脐静脉内皮细胞，通过模拟人体胰岛素抵抗形成的常见环境建立胰岛素模型。利用葡萄糖消耗实验检测糖耗量，利用硝基还原酶法测定一氧化氮的含量，确定胰岛素血管内皮细胞造模的最佳时间和最佳剂量；利用RT-PCR、western blot方法观察胰岛素抵抗血管内皮细胞IRS-1、PPAR-γ的mRNA基因及蛋白表达水平，观察胰岛素抵抗对该两种蛋白的影响。 2、在各组胰岛素抵抗血管内皮细胞中加入不同浓度的吡格列酮溶液，检测其对胰岛素抵抗血管内皮细胞的作用，利用MTT法观察细胞活性，利用流式细胞仪检测细胞凋亡率、分光光度法测量Caspase-3，检测各组中细胞凋亡情况；利用硝基还原酶法测定一氧化氮的含量，利用western blot检测eNOS蛋白质的表达情况。 3、利用RT-PCR、western blot方法检测各吡格列酮组对照组中IRS-1、PPAR-γ、PI3K、Akt mRNA及蛋白质的表达情况，探讨吡格列酮对胰岛素抵抗血管内皮细胞的保护机制。 结果： 1、葡萄糖消耗结果显示，与对照组比较，10-4mM胰岛素+30mM葡萄糖+1μM地塞米培养48h葡萄糖消耗最少，NO含量最低（P0.05），为模型最佳剂量；与对照组相比，胰岛素抵抗模型组IRS-1、PPAR-γ基因、蛋白表达降低。胰岛素抵抗血管内皮细胞造模成功，并且该模型抑制IRS-1、PPAR-γ的表达。 2、MTT实验结果显示：吡格列酮组细胞生存率明显高于胰岛素抵抗模型组，呈剂量依赖性，50ng/mL为最佳实验剂量；与胰岛素抵抗模型组相比，吡格列酮可以有效的降低细胞凋亡率。与胰岛素抵抗模型组相比，吡格列酮组可以有效的降低caspase-3活性；与胰岛素抵抗模型组相比，吡格列酮组（50ng/mL）可以有效的升高eNOS蛋白水平表达。 3、吡格列酮作用胰岛素抵抗血管内皮细胞后，与对照组相比，IRS-1、PI3K，AktmRNA及蛋白的表达量升高，吡格列酮可能通过调节PI3K/Akt信号传导途径对胰岛素抵抗血管内皮细胞起到保护作用。 结论： 1、成功复制胰岛素抵抗血管内皮细胞模型。 2、吡格列酮可能对胰岛素抵抗血管内皮细胞起到保护作用，降低细胞损伤，其分子机制可能通过激活PI3K-Akt信号传导通路实现其保护作用。 创新点从细胞信号通路角度探讨吡格列酮对胰岛素抵抗血管内皮细胞的保护作用，为其临床应用提供实验及理论依据。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R96

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本文编号：1996331