黃芪甲苷對糖尿病血管重構(gòu)的保護(hù)作用及其相關(guān)機(jī)制研究.pdf

1、糖尿病血管并發(fā)癥是糖尿病患者致死、致殘的主要原因。作為糖尿病的共同特征，高血糖是參與導(dǎo)致糖尿病血管內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞功能損傷的不同發(fā)病機(jī)制及發(fā)病環(huán)節(jié)的一個獨(dú)立的致病因素。 血管重構(gòu)(vascular remodeling，VR)是血管為適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境變化而發(fā)生的結(jié)構(gòu)和功能的適應(yīng)性改變。高血糖，胰島素抵抗，高胰島素血癥，內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂，非酶促糖基化，脂質(zhì)過氧化和脂質(zhì)浸潤，血液流變學(xué)及血流動力學(xué)異常等因素，對血管壁的急慢性刺激均可

2、引起血管重構(gòu)。血管重構(gòu)是糖尿病大血管及微血管病變的始動環(huán)節(jié)及病理生理基礎(chǔ)，它在糖尿病早期血管結(jié)構(gòu)和功能異常及晚期并發(fā)癥的作用日益引起關(guān)注。內(nèi)皮細(xì)胞與平滑肌細(xì)胞是血管壁的主要構(gòu)成成分與功能單位，動脈血管壁內(nèi)皮功能損傷、平滑肌細(xì)胞增殖/凋亡比例失衡、表型改變等與血管重構(gòu)密切相關(guān)，因此糖尿病患者在降血糖治療的同時，改善內(nèi)皮與平滑肌細(xì)胞的功能對預(yù)防和治療血管并發(fā)癥也同樣重要。本論文結(jié)合高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮與平滑肌細(xì)胞損傷模型綜合評價藥物對血管重構(gòu)的作

3、用。 細(xì)胞阻抗分析技術(shù)能非標(biāo)記、實(shí)時地反映細(xì)胞的生物學(xué)狀態(tài)，本研究將基于細(xì)胞阻抗分析技術(shù)的實(shí)時細(xì)胞電子傳感系統(tǒng)(RT-CESTM)應(yīng)用于血管平滑肌細(xì)胞生長的研究，建立了高糖(25 mM)誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞損傷模型和動態(tài)監(jiān)測平滑肌細(xì)胞生長情況的方法。本研究實(shí)時地監(jiān)測了細(xì)胞從貼附、伸展、增殖到融合，以及加入高糖刺激引起的電極阻抗的變化過程，揭示了高糖作用下平滑肌細(xì)胞生長的動態(tài)變化過程。將其與傳統(tǒng)的WST-1細(xì)胞活性檢測法進(jìn)行了比較

4、，驗證了這種分析方法反映細(xì)胞數(shù)量的可靠性。此模型的建立對高血糖參與糖尿病血管損傷的發(fā)病機(jī)制研究和抗糖尿病血管并發(fā)癥藥物篩選評價有重要的指導(dǎo)意義。 黃芪甲苷是中藥黃芪的主要活性成分，是一種小分子量的皂苷。黃芪甲苷具有多種藥理作用，包括抗糖尿病，心血管疾病及糖尿病腎病等。但是黃芪甲苷對糖尿病血管重構(gòu)的影響及其作用機(jī)理還不清楚。我們觀察了黃芪甲苷對高糖誘導(dǎo)的平滑肌細(xì)胞增殖活力及細(xì)胞凋亡的影響。結(jié)果顯示，50μg/mL黃芪甲苷可顯著降低

5、平滑肌細(xì)胞的增殖活力(P<0.01)并且使凋亡率顯著增高(P<0.01)，表明黃芪甲苷可通過降低平滑肌細(xì)胞增殖活力和促使細(xì)胞凋亡來抑制平滑肌細(xì)胞的增殖。我們的結(jié)果提示抑制細(xì)胞DNA合成與抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)可能是黃芪甲苷降低高糖誘導(dǎo)的平滑肌細(xì)胞的增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡的機(jī)制。另外，黃芪甲苷還可以通過促進(jìn)α-SMA蛋白表達(dá)抑制平滑肌細(xì)胞去分化。PPAR-γ具有促進(jìn)細(xì)胞分化，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期等作用，我們的研究表明，黃芪甲苷具有促進(jìn)平滑肌細(xì)胞PP

6、AR-γ基因表達(dá)的作用，說明黃芪甲苷對高糖誘導(dǎo)的平滑肌細(xì)胞增殖的保護(hù)作用與PPAR-γ相關(guān)。為了進(jìn)一步考察黃芪甲苷是否具有治療糖尿病血管并發(fā)癥的潛力，我們研究黃芪甲苷對內(nèi)皮的保護(hù)作用。研究表明黃芪甲苷可改善高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮屏障功能損傷，并劑量依賴性的減低TNF-α引起的內(nèi)皮細(xì)胞功能損傷，包括抑制細(xì)胞代謝活性喪失和細(xì)胞凋亡，證明了它具有改善內(nèi)皮功能、治療糖尿病心血管并發(fā)癥的潛力。 綜上，本研究得到以下新的發(fā)現(xiàn)與結(jié)果：(1)應(yīng)用RT-

7、CES動態(tài)地監(jiān)測平滑肌細(xì)胞的生長過程，建立了高糖誘導(dǎo)的平滑肌細(xì)胞損傷實(shí)時監(jiān)測模型，并將其與傳統(tǒng)的WST-1細(xì)胞活性檢測法進(jìn)行了比較，驗證了這種分析方法反映細(xì)胞數(shù)量的方法是可靠的。(2)我們的研究發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷可能通過如下機(jī)制對內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞功能發(fā)揮保護(hù)作用：①通過抑制細(xì)胞周期進(jìn)程降低平滑肌細(xì)胞增殖活力；②通過調(diào)節(jié)抗凋亡蛋白Bcl-2促進(jìn)平滑肌細(xì)胞凋亡；③通過促進(jìn)α-SMA蛋白表達(dá)調(diào)節(jié)平滑肌細(xì)胞的表型；④促進(jìn)平滑肌細(xì)胞PPAR-γ基因