红景天苷抑制TNF-α促棕榈酸跨血管内皮转运及介导心肌胰岛素抵抗的作用及其机制研究

发布时间：2020-07-03 06:39

【摘要】：目的:红景天苷(Salidroside,SAL)是植物红景天(Rhodiola rosea)的主要生物活性成分。已有研究表明红景天苷可通过改善胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)而具有治疗2型糖尿病(Type 2 Diabetes,T2DM)的作用。肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)能促进棕榈酸(palmitic acid,PA)跨血管内皮细胞转运,并介导心肌胰岛素抵抗。本课题拟研究红景天苷对TNF-α促PA跨心肌微血管内皮细胞(Cardiac microvascular endothelial cells,CMECs)穿胞(transcytosis)转运促发心肌胰岛素抵抗的作用及其机制。方法:(1)利用脂肪酸体外穿胞模型,检测红景天苷、半胱天冬酶caspase-1抑制剂(Ac-YVAD-cmk)对TNF-α促脂肪酸跨微血管内皮细胞穿胞作用的影响。(2)采用蛋白印迹(Western Blotting)方法检测NLRP3,pro-caspase-1,caspase-1,pro-白介素-1β(pro-Interleukin-1β,pro-IL-1β)及白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)的表达,考察红景天苷对TNF-α激活NLRP3炎症小体的作用。(3)采用2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯(2',7'-Dichlorodihydrofluorescein diacetate,DCFH-DA)和MitoSOX~(TM) Red荧光探针检测细胞内活性氧簇(Reactive oxygen species,ROS)和线粒体内超氧阴离子水平,考察红景天苷对TNF-α增加内皮细胞氧化应激的作用。(4)在原代SD大鼠的乳鼠心肌细胞和CMECs共培养模型中,检测在胰岛素刺激下,心肌细胞对2-[N-(7-硝基-2,1,3-苯并恶二唑-4-基氨基)-2-脱氧-D-葡萄糖(2-[N-(7-nitrobenz2-oxa-1,3-diaz-ol-4-ylamino)-2-deoxy-D-glucose,2-NBDG)的摄取;在细胞水平考察红景天苷对TNF-α与PA协同诱导心肌胰岛素抵抗的影响。(5)在动物实验中,采用小动物正电子发射断层扫描(Positive emission tomography,PET)检测胰岛素刺激下心脏对~(18)F-2-氟-D-脱氧-葡萄糖(~(18)F-2-fluro-D-deoxy-glucose,~(18)F-FDG)摄取量,计算百分注射剂量率(%ID/cc)。处死小鼠收集心肌组织样本,使用γ计数仪直接测定心脏放射值,在整体动物水平上考察红景天苷对TNF-α与PA协同诱导心肌胰岛素抵抗的影响。结果:(1)利用脂肪酸穿胞模型可观察到TNF-α增加脂肪酸跨CMECs的穿胞,红景天苷可抑制TNF-α促脂肪酸穿胞的作用。半胱天冬酶caspase-1抑制剂(Ac-YVAD-cmk)也可抑制TNF-α促脂肪酸穿胞的作用,而Ac-YVAD-cmk加SAL预处理与单用Ac-YVAD-cmk相比,在抑制TNF-α促脂肪酸穿胞的作用中没有显著差异。(2)Western Blotting结果显示,TNF-α可显著增加NLRP3、pro-caspase-1、caspase-1和IL-1β的表达,而红景天苷可显著抑制TNF-α引起NLRP3、IL-1β的表达。(3)通过使用DCFH-DA荧光探针,TNF-α可导致CMECs内ROS水平时间依赖性的升高;而红景天苷可抑制TNF-α引起的内皮细胞中ROS水平的升高。使用MitoSOX~(TM) Red荧光探针检测CMECs线粒体超氧阴离子水平,发现类似现象,即随着TNF-α孵育时间的延长,线粒体超氧阴离子水平不断升高;红景天苷对此也有抑制作用。(4)CMECs-心肌细胞共培养实验中,TNF-α与PA共孵育CMECs加重了心肌细胞胰岛素抵抗,而红景天苷预处理可显著减弱这一作用。(5)小动物PET结果显示,TNF-α+PA组小鼠胰岛素刺激的心脏~(18)F-FDG摄取明显减少,而红景天苷预处理可改善TNF-α+PA引起的胰岛素刺激心脏~(18)F-FDG摄取的降低。心脏组织γ计数检测的结果与PET扫描结果一致。结论:TNF-α可引起CMECs细胞内ROS和线粒体内超氧阴离子水平的上调及NLRP3炎症小体的激活,NLRP3炎症小体的激活参与了TNF-α促进PA在心肌微血管内皮细胞的穿胞转运,进而加重PA所引起的心肌细胞胰岛素抵抗的作用。而红景天苷可能通过降低TNF-α引起的氧化应激增加和NLRP3激活,发挥抑制TNF-α促脂肪酸穿胞及诱发胰岛素抵抗的作用。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R285

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本文编号：2739329