三種他汀類藥物對心肌細胞、平滑肌細胞葡萄糖吸收的影響及其機制研究.pdf

1、目的：
　　通常有心血管疾病的患者會同時伴有糖尿病和高膽固醇血癥，最常應用的藥物之一就是他汀類藥物，進行降脂治療，從而預防和治療心血管疾病[1,2]。然而近年有相關(guān)臨床試驗報道指出，他汀類藥物有可能會誘發(fā)新的糖尿病或者惡化糖尿病患者的血糖[3-9]。其中爭論的熱點和焦點是阿托伐他汀、普伐他汀和瑞舒伐他汀。
　　同時，目前的細胞學水平研究主要集中在脂肪細胞[10]。在以往的試驗中，有研究報道阿托伐他汀作用于脂肪細胞后，在一定濃

2、度下可以導致脂肪細胞對葡萄糖吸收的下降，其主要是通過抑制Glut4向膜的轉(zhuǎn)位來實現(xiàn)的。那么，他汀類藥物會不會削弱心血管系統(tǒng)對胰島素的反應，從而導致心肌細胞和平滑肌細胞對葡萄糖的吸收下降并產(chǎn)生對胰島素的抵抗。
　　針對這一問題，本文應用不同種類、不同濃度的他汀類藥物作用于原代培養(yǎng)大鼠心肌細胞和A10大鼠血管平滑肌細胞后，通過γ-液爍計數(shù)來檢測兩種細胞對2-[3H]DG的吸收情況，以及應用免疫印跡法、RT-PCR方法檢測用他汀類藥物前

3、后，胰島素信號經(jīng)典PI3K傳導通路中相關(guān)蛋白和mRNA的表達情況，從而分析影響機制。以期對臨床用藥提出一定的建議。
　　方法：
　　收集原代培養(yǎng)的大鼠心肌細胞和A10主動脈大鼠血管平滑肌細胞隨機分組，分別加入每種他汀類藥物，并且藥物濃度分別為1、5、10um/L。先將兩種細胞用他汀類藥物預處理后，再加胰島素處理，然后應用γ-液閃儀測定各組細胞2-[3H]一脫氧葡萄糖(2-[3H]DG)的攝取情況，同時通過免疫印跡分析法(we

4、stern blotting)和RT-PCR檢測各組細胞胰島素信號通路中相關(guān)蛋白和mRNA的表達水平變化。最后對實驗檢測結(jié)果進行統(tǒng)計學分析。
　　結(jié)果：
　　液閃儀測定各組心肌細胞和平滑肌細胞對2-[3H]DG攝取率結(jié)果顯示，與胰島素組比較，阿托伐他汀10um/L組可使心肌細胞和平滑肌細胞對葡萄糖攝取率顯著下降。而普伐他汀和瑞舒伐他汀處理后細胞對葡萄糖的攝取率無明顯改變。同時，對各組信號蛋白質(zhì)免疫印跡分析結(jié)果顯示，阿托伐他汀

5、可減少心肌細胞和平滑肌細胞GLUT-4在胞膜的表達，而普伐他汀和瑞舒伐他汀無明顯影響。對于胰島素信號傳導通路中相關(guān)位點，如：IRS-1、PI3K、Akt、以及小G蛋白RhoA、Rab4，阿托伐他汀在5、10um/L組都有減少蛋白和mRNA表達的影響，而普伐他汀和瑞舒伐他汀無明顯影響。阿托伐他汀對IR蛋白和mRNA的表達無明顯影響。
　　大濃度的阿托伐他汀，而非普伐他汀或瑞舒伐他汀明顯的減少了原代培養(yǎng)大鼠心肌細胞和A10大鼠血管平滑

6、肌細胞對葡萄糖的吸收。HMG-CoA還原酶抑制劑對細胞膜的滲透性是不同的[11]。阿托伐他汀是脂溶性混合物，可以很容易的進入肝外細胞，并且抑制HMG-CoA還原酶[12]。相反，普伐他汀和瑞舒伐他汀是水溶性的混合物，不易滲透入肝外的細胞[13]。然而，普伐他汀和瑞舒伐他汀能夠抑制肝細胞內(nèi)的HMG-COA還原酶，是因為在肝細胞膜表面存在有機陰離子轉(zhuǎn)運子，可以將親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)運到肝細胞內(nèi)。因此，阿托伐他汀與瑞舒伐他汀、普伐他汀在降低血膽固醇濃

7、度上效果是相同的。
　　我們的試驗顯示，阿托伐他汀導致了兩種細胞對胰島素所誘導的葡萄糖吸收的下降與Glut4在胞膜的表達下降有關(guān)。然而阿托伐他汀所導致的胰島素所誘導的Glut4從胞內(nèi)轉(zhuǎn)位至胞膜轉(zhuǎn)位的減弱，并不是因為IR，而是因為細胞內(nèi)的胰島素信號傳導過程受到抑制。
　　細胞內(nèi)的某些小G蛋白的異戊二烯活化是G-蛋白在甲羥戊酸途徑中發(fā)揮功能的重要過程[14]，而他汀類藥物抑制了這一過程[15]，從而使得心肌細胞和平滑肌細胞中，胰

8、島素信號傳導過程中所涉及的幾個小G蛋白如：RhoA和Rab4在細胞的分布發(fā)生改變，從而削弱了RhoA和Rab4功能。Rab4調(diào)節(jié)胰島素誘導的Glut4向胞膜轉(zhuǎn)位分子機制[17-20]。RhoA/RhoA-Rho激酶，在心肌細胞和血管平滑肌細胞，RhoA對IRS-1、Akt、PI3K有調(diào)節(jié)作用，PI3K反過來又會對進行IRS-1調(diào)節(jié)[24-25]。因此脂溶性的阿托伐他汀可以影響心肌細胞和平滑肌細胞的胰島素信號傳導，導致兩種細胞中胰島素所誘

9、導的葡萄糖吸收下降。
　　我們在試驗中用到了阿托伐他汀、普伐他汀和瑞舒伐他汀來檢測對原代培養(yǎng)的大鼠心肌細胞和A10大鼠平滑肌細胞的葡萄糖吸收的影響。Akira Takaguri實驗[26]也報道了，其它幾種脂溶性的他汀類藥物，如阿托伐他汀、氟伐他汀、西立伐他汀會導致在狗心臟出現(xiàn)短暫的心肌細胞缺血后，導致心肌收縮功能不全的進一步惡化。前人的一些實驗中，指出對大鼠血管內(nèi)皮細胞，使用脂溶性他汀類藥物，如阿托伐他汀，氟伐他汀、西立伐他汀、

10、辛伐他汀、洛伐他汀會導致細胞凋亡，而水溶性的他汀類藥物卻不會產(chǎn)生這些變化[27]。在這些的試驗中，也許會將他汀類藥物分為‘有用性’和‘有害性’兩類藥物
　　結(jié)論：
　　脂溶性的阿托伐他汀會干擾原代培養(yǎng)的大鼠心肌細胞和A10大鼠主動脈平滑肌細胞的胰島素誘導的葡萄糖吸收信號傳導過程?？紤]與阿托伐他汀抑制了GLUT4由胞內(nèi)向胞膜的轉(zhuǎn)位有關(guān)。這一變化并不是通過干擾IR，而是因為干擾了胰島素所誘導的葡萄糖吸收的信號通路來實現(xiàn)的。實驗證