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背景:糖尿病已经成为世界性公共卫生问题,其中以2型糖尿病最为多见。2型糖尿病引起的大血管疾病不仅是2型糖尿病患者致残、致死的主要原因,而且给世界带来了巨大经济和社会负担。因此探讨引起2型糖尿病的动脉粥样硬化发生发展的机制非常重要。目前认为炎症反应、氧化应激等因素导致的血管内皮细胞损伤是动脉粥样硬化的始动环节,继而出现血管内皮屏障功能受损。血管内皮细胞系覆盖于血管内腔表面的一层半选择性通透屏障,由单层的连续细胞组成,发挥血管屏障作用。因此维持其形态完整和功能正常至关重要。内皮祖细胞是血管内皮细胞的前体细胞,在不同的应激及刺激状态下,内皮祖细胞接受动员,在外周血中参与修复损伤血管,分泌多种物质促进血管的生成。外泌体是多种细胞分泌的脂质双分子层膜衍生囊泡,也是由内皮祖细胞分泌的重要物质之一。外泌体内可包含mRNA、miRNA、多种类型的蛋白质,参与细胞间通讯、肿瘤细胞生长和血管再建等过程。近年来,糖尿病和外泌体的关系亦受到国内外广泛关注。有专家预测外泌体不仅可以作为糖尿病发生发展的生物学标记物,还可作为糖尿病治疗的靶点。然而,目前内皮祖细胞来源的外泌体对糖尿病动脉粥样硬化的影响如何,相关研究报道较少。目的:1.观察2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)患者血浆外泌体miRNA的变化。2.探讨正常小鼠EPC-Exos对2型糖尿病AS小鼠血管内皮凋亡和增殖指标表达水平的变化。3.探讨正常小鼠内皮祖细胞外泌体(endothelial progenitor cells-derived exosomes,EPC-Exos)对2型糖尿病AS小鼠胸主动脉内皮依赖性舒张功能的影响。方法:1.收集2型糖尿病AS患者(AS组)3例和正常对照者(normal control,NC组)3例血浆,提取血浆外泌体RNA,使用二代测序技术进行检测,比较两组血浆外泌体miRNA表达的差异。2.db/db小鼠给予高脂饲料喂养用以建立2型糖尿病AS动物模型(AS组),C57小鼠联合基础饲料喂养用于对照(control,CON组)。喂养14周建模成功后,每组小鼠随机分为EPC-Exos干预组和PBS对照组,分别为AS+Exos组、AS+PBS组、CON+Exos组及CON+PBS组。干预2周后处死小鼠,通过免疫组化比较各组小鼠血管内皮标记蛋白血小板-内皮细胞粘附分子(CD31)、凋亡蛋白(Bax)、天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)、巨噬细胞表面分子抗原(Mac-2),并用免疫荧光比较各组小鼠血管内皮增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)表达水平的变化,比较各组小鼠离体胸主动脉环对血管收缩剂、舒张剂的张力变化。结果:1.血浆外泌体miRNA测序:与NC组相比,2型糖尿病AS组血浆外泌体miRNA的表达量降低,其中,参与动脉粥样硬化途径的miRNA共有七个。2.成功构建2型糖尿病动脉粥样硬化小鼠模型:AS组小鼠血糖均在糖尿病标准,CON组小鼠血糖均在正常范围;HE染色显示CON+PBS与CON+Exos组小鼠动脉未见明显动脉粥样硬化形成,AS+PBS组小鼠动脉内皮明显出现粥样斑块,说明2型糖尿病动脉粥样硬化模型建立成功。更重要的是,外泌体治疗组(AS+Exos)组小鼠动脉内皮明显出现粥样斑块明显减少。3.内皮祖细胞外泌体对2型糖尿病动脉粥样硬化小鼠胸主动脉内皮细胞增殖和凋亡的影响3.1内皮祖细胞外泌体对血管内皮细胞caspase-3表达的影响CON+PBS和CON+Exos组小鼠血管内皮细胞caspase-3表达水平很低;与CON+PBS组小鼠相比,AS+PBS组小鼠血管内皮细胞caspase-3表达明显增多;而与AS+PBS组小鼠相比,AS+Exos组小鼠血管内皮细胞caspase-3显著减少。3.2内皮祖细胞外泌体对血管内皮细胞Bax、Galectin-3表达的影响CON+PBS和CON+Exos组小鼠血管内皮细胞Bax、Galectin-3表达非常低;与CON+PBS组小鼠相比,AS+PBS组小鼠血管内皮细胞Bax、Galectin-3表达明显增多;与AS+PBS组小鼠相比,AS+Exos组小鼠血管内皮细胞Bax、Galectin-3明显减少。3.3内皮祖细胞外泌体对血管内皮细胞CD31表达的影响CON+PBS和CON+Exos组小鼠血管内皮细胞可见CD31表达;与CON+PBS组小鼠相比,AS+PBS组小鼠血管内皮细胞CD31表达明显减少;与AS+PBS组小鼠相比,AS+Exos组小鼠血管内皮细胞CD31显著增多。3.4内皮祖细胞外泌体对血管内皮细胞PCNA表达的影响与CON+PBS组小鼠相比,AS+PBS组小鼠血管内皮细胞PCNA表达明显减少;与AS+PBS组小鼠相比,AS+Exos组小鼠血管内皮细胞PCNA表达明显增多。3.5内皮祖细胞外泌体对2型糖尿病动脉粥样硬化小鼠胸主动脉血管张力的影响3.5.1内皮祖细胞外泌体对60 mM KCl收缩血管的影响与CON+PBS组相比,AS+PBS组小鼠的缩血管作用显著减弱(P=0.012);而与AS+PBS组相比,AS+Exos组小鼠的缩血管作用显著增强,能够恢复至对照组水平(P<0.001)。3.5.2内皮祖细胞外泌体对乙酰胆碱舒张血管的影响ACh引起的AS+PBS组小鼠血管舒张作用显著弱于其他三组,AS+Exos组小鼠血管在10-4.5-10-3mmol/L 6个浓度点的舒张作用均强于AS+PBS组。而CON+PBS组和CON+Exos组之间无显著差异。3.5.3内皮祖细胞外泌体对硝普钠舒张血管的影响硝普钠能提供外源的一氧化氮舒张血管平滑肌细胞导致血管舒张,为了检测血管平滑肌细胞舒张功能改变情况,将各组小鼠的胸主动脉取出后进行张力检测,结果显示,硝普钠(SNP)可舒张血管平滑肌细胞引起非内皮依赖的血管舒张,四组小鼠SNP舒张血管的作用无统计学差异。结论:1.2型糖尿病AS患者血浆外泌体miRNA的表达量降低,其中,参与动脉粥样硬化途径的miRNA共有七个。2.EPC-Exos能够抑制2型糖尿病AS小鼠血管内皮细胞凋亡,促进其增殖。3.EPC-Exos能够增强2型糖尿病AS小鼠胸主动脉内皮依赖性舒张功能。