活性羰基化合物損傷β細胞及其機理研究.pdf

1、背景與目的:隨著社會的發(fā)展及人民生活水平的提高，肥胖及糖尿病的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)迅速攀升。2014年，世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全球每年約有280萬人死于肥胖和超重，是人類健康與生命的一大殺手。肥胖還是引起糖尿病的重要風險因子。迄今為止，糖尿病仍無根治的辦法，也已成為人群中常見疾病。2011年全球約有3660萬二型糖尿病患者，估計到2030年還會增加到5520萬，而約有48％的患者集中在印度與中國。二型糖尿病不但給患者帶來極大的痛苦，還給其家庭

2、和社會帶來巨大的經(jīng)濟負擔，危害很大。大量研究表明，羰基應激在糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用。胰島β細胞受損是糖尿病的主要特征之一，而高血糖和高血脂引起的活性羰基化合物在糖尿病β細胞損傷的具體機制尚不十分明確。因此，本項目在INS-1E細胞水平上，用活性羰基化合物(RCS)4-羥基壬烯醛(4-HNE)處理INS-1E細胞，模擬脂毒性損傷胰島β細胞，研究活性羰基化合物4-HNE損傷β細胞及相關(guān)信號通路的影響。
　　方法

3、:以INS-1E細胞為基礎，用4-HNE藥物處理，在細胞水平上，構(gòu)建胰島β細胞的羰基毒化損傷模型。以MTT法及BrdU染色法檢驗4-HNE對INS-1E細胞生長及增殖的影響。TUNEL檢測細胞凋亡產(chǎn)生的情況。用熒光定量PCR和Western Blot分別檢測4-HNE處理INS-1E細胞后，相關(guān)基因mRNA和蛋白表達的改變。
　　結(jié)果:(1)以不同濃度活性羰基化合物4-HNE處理INS-1E細胞12h后發(fā)現(xiàn)，在3-6h內(nèi)50μM及

4、其以上濃度組細胞形態(tài)發(fā)生顯著變化;(2)MTT檢測0-75μM不同濃度4-HNE處理INS-1E細胞24h，濃度高于25μM的組的細胞活力顯著下降;(3) BrdU法檢測細胞增殖發(fā)現(xiàn)50μM4-HNE組細胞增殖占比顯著小于對照無水乙醇組，顯示高濃度4-HNE抑制INS-1E細胞增殖，而TUNEL法檢測50μM4-HNE組細胞凋亡顯著高于對照無水乙醇組，表明高濃度4-HNE誘導INS-1E細胞凋亡;(4)定量PCR發(fā)現(xiàn)，50μM4-HNE

5、處理INS-1E細胞24h，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激相關(guān)基因ATF4、Chop與GADD34 mRNA轉(zhuǎn)錄水平顯著增高，而Bip mRNA則無顯著變化;(5)蛋白質(zhì)免疫印跡實驗顯示，0-50μM不同濃度4-HNE處理INS-1E細胞24h，Cleaved-caspase3蛋白水平明顯上升。50μM4-HNE處理INS-1E細胞0-24h內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激相關(guān)蛋白p-eIF2α、ATF4和p-PERK蛋白水平顯著增加，而Bip蛋白并無顯著變化。
　　結(jié)論

6、:本項目在大鼠胰島β細胞INS-1E水平上，研究活性羰基化合物4-HNE損傷胰島β細胞及其可能的損傷機理，從而揭示羰基毒化在糖尿病發(fā)生發(fā)展中的重要作用。我們發(fā)現(xiàn)(1)50μM4-HNE能抑制INS-1E細胞的生長、增殖和誘導細胞凋亡;(2)4-HNE提高了INS-1E細胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激相關(guān)的ATF4、Chop和GADD34基因轉(zhuǎn)錄水平，以及p-eIF2α、ATF4，p-PERK蛋白水平。另外，總之，4-HNE至少部分通過激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激的P