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文檔簡介
1、背景與目的:
隨著近年來我國經濟的發(fā)展,人民生活水平提高,2型糖尿病的發(fā)病率也迅速升高。作為一種慢性代謝性疾病,患者常表現為糖、脂等物質的代謝紊亂。但其最主要的致殘和致死原因是并發(fā)的大血管疾病。多個研究也顯示,糖尿病患者的冠心病發(fā)病率明顯高于非糖尿病患者。近年來研究發(fā)現,在冠心病等大血管疾病的發(fā)生和發(fā)展中,血管平滑肌祖細胞(smooth muscle progenitor cells,SPCs)發(fā)揮了十分重要的作用。
2、 SPCs是一類能增殖并分化為平滑肌細胞的前體細胞,存在于骨髓、外周血及血管外膜等多個組織器官中。其中分布于外周循環(huán)血的SPCs主要表達CD14+/CD105+。有研究表明,在多種心血管危險因素的影響下,血管內膜受到損傷,局部組織細胞通過釋放趨化因子和細胞因子能動員骨髓中的SPCs進入外周循環(huán)血,并歸巢于受損血管段,參與新生內膜的形成,最終導致動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。然而,對于SPCs與2型糖尿病患者心血管并發(fā)癥間的關聯(lián)性卻知之甚少。
3、
本研究旨在通過觀察2型糖尿病患者外周血平滑肌祖細胞數量的變化特點,揭示其在體內的影響因素。此外,通過體外實驗觀察高糖對SPCs的功能影響,為進一步探索糖尿病患者發(fā)生心血管并發(fā)癥的機制奠定基礎。
實驗方法:
第一部分:成人外周血SPCs的體外分離及誘導分化。無菌條件下,采集成人外周血,應用密度梯度離心法分離獲得單個核細胞,接種到含有血小板源性生長因子(platelet-derived growth fact
4、or-BB,PDGF-BB)和堿性成纖維細胞生長因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)的培養(yǎng)基中進行誘導擴增,12d后利用流式細胞儀分析貼壁細胞中SPCs的含量并分選純化,繼續(xù)在轉移生長因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)的作用下誘導分化。倒置顯微鏡觀察SPCs在增殖、分化過程中的形態(tài)變化,免疫熒光染色法觀察其平滑肌肌動蛋白-α(α-smooth
5、muscleactin,α-SMA)的表達,同時應用Western blot技術檢測調寧蛋白和平滑肌肌球蛋白重鏈(smooth muscle myosin heavy chain,SM-MHC)的表達情況。
第二部分:統(tǒng)計分析外周血中SPCs數量的變化及相關因素。選擇2010年1月至2011年1月在西京醫(yī)院心血管內科診治的2型糖尿病患者35例及20名健康志愿者。分為:單純性2型糖尿病組(DM組,n=20)、2型糖尿病伴冠心病組
6、(DM+CAD組,n=15)和健康對照組(Con組,n=20)。應用流式細胞儀對外周血SPCs行計數分析,同時檢測空腹血糖(FPG)、糖化血紅蛋白(HbA1c)、收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)及高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)等臨床指標。通過多元線性逐步回歸法分析外周血SPCs數量與各臨床指標的相關性。
第三部分:不同濃度葡萄糖對SPCs功能的影響。分離
7、外周血單個核細胞,進行誘導擴增后應用流式細胞分選儀獲得SPCs。隨機分為5組給予不同濃度葡萄糖干預:對照組(5.5mmol/L),11mmol/L組,22mmol/L組,44mmol/L組和滲透壓對照組(5.5mmol/L葡萄糖+38mmol/L甘露醇)。分別用MTT比色法,Transwell小室遷移實驗以及粘附能力測定實驗檢測各組干預6天后,SPCs增殖、遷移和粘附能力的變化。此外,培養(yǎng)SPCs8天,期間用22mmol/L葡萄糖分別干
8、預0、2、4、8天,觀察各組細胞增殖、遷移和粘附能力的變化。
實驗結果:
1.成人外周血單個核細胞誘導培養(yǎng)4d時開始出現細胞集落,12d時細胞呈明顯梭形。流式細胞儀分析顯示,CD14+/CD105+的SPCs占貼壁細胞的(71.8±7.2)%。經分選純化后的SPCs培養(yǎng)到28d呈旋渦狀生長。間接免疫熒光染色顯示,α-SMA表達呈陽性。Westernblot檢測顯示,調寧蛋白和SM-MHC分別于14,21d開始表達,并
9、逐漸增加。
2.單純性2型糖尿病患者外周血中SPCs數量明顯高于健康對照組(26.20±11.36vs.14.30±7.61,P<0.05),而2型糖尿病伴冠心病組又明顯高于單純2型糖尿病組(42.00±8.93vs.26.20±11.36,P<0.05)。多元線性逐步回歸分析顯示:HbA1c、SBP、HDL-C是影響成人外周血SPCs數量的獨立相關因素。其回歸方程為y=13.433+2.435x2-21.625x8+0.18
10、8x3。Spearman相關分析顯示:外周血SPCs數量與HbA1c、SBP呈明顯正相關(r=0.684,r=0.379,P<0.01),而與HDL-C呈明顯負相關(r=-0.654,P<0.01)。
3.在高糖干預實驗中,與對照組相比,高糖各組均能明顯促進外周血SPCs的增殖、遷移和粘附能力,其中22mmol/L葡萄糖組的影響最為顯著,44mmol/L葡萄糖組的促進作用有所下降(P<0.05)。用22mmol/L葡萄糖分別干
11、預SPCs0、2、4、8天,其增殖、遷移和粘附能力隨著作用時間延長而增強,以干預8天組最顯著(P<0.05)。
結論:
1.通過對成人外周血單個核細胞的誘導擴增,可以獲得表達CD14+/CD105+的SPCs,并證實了SPCs具有向平滑肌細胞進一步分化的能力;
2.2型糖尿病患者體內糖、脂代謝紊亂可能導致外周血SPCs數量升高,從而促進冠心病的發(fā)生和發(fā)展。HbA1c、SBP、HDL-C作為獨立相關因素,可能
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