论文部分内容阅读
目的:红景天苷(Salidroside,SAL)是植物红景天(Rhodiola rosea)的主要生物活性成分。已有研究表明红景天苷可通过改善胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)而具有治疗2型糖尿病(Type 2 Diabetes,T2DM)的作用。肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)能促进棕榈酸(palmitic acid,PA)跨血管内皮细胞转运,并介导心肌胰岛素抵抗。本课题拟研究红景天苷对TNF-α促PA跨心肌微血管内皮细胞(Cardiac microvascular endothelial cells,CMECs)穿胞(transcytosis)转运促发心肌胰岛素抵抗的作用及其机制。方法:(1)利用脂肪酸体外穿胞模型,检测红景天苷、半胱天冬酶caspase-1抑制剂(Ac-YVAD-cmk)对TNF-α促脂肪酸跨微血管内皮细胞穿胞作用的影响。(2)采用蛋白印迹(Western Blotting)方法检测NLRP3,pro-caspase-1,caspase-1,pro-白介素-1β(pro-Interleukin-1β,pro-IL-1β)及白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)的表达,考察红景天苷对TNF-α激活NLRP3炎症小体的作用。(3)采用2’,7’-二氯二氢荧光素二乙酸酯(2’,7’-Dichlorodihydrofluorescein diacetate,DCFH-DA)和MitoSOXTM Red荧光探针检测细胞内活性氧簇(Reactive oxygen species,ROS)和线粒体内超氧阴离子水平,考察红景天苷对TNF-α增加内皮细胞氧化应激的作用。(4)在原代SD大鼠的乳鼠心肌细胞和CMECs共培养模型中,检测在胰岛素刺激下,心肌细胞对2-[N-(7-硝基-2,1,3-苯并恶二唑-4-基氨基)-2-脱氧-D-葡萄糖(2-[N-(7-nitrobenz2-oxa-1,3-diaz-ol-4-ylamino)-2-deoxy-D-glucose,2-NBDG)的摄取;在细胞水平考察红景天苷对TNF-α与PA协同诱导心肌胰岛素抵抗的影响。(5)在动物实验中,采用小动物正电子发射断层扫描(Positive emission tomography,PET)检测胰岛素刺激下心脏对18F-2-氟-D-脱氧-葡萄糖(18F-2-fluro-D-deoxy-glucose,18F-FDG)摄取量,计算百分注射剂量率(%ID/cc)。处死小鼠收集心肌组织样本,使用γ计数仪直接测定心脏放射值,在整体动物水平上考察红景天苷对TNF-α与PA协同诱导心肌胰岛素抵抗的影响。结果:(1)利用脂肪酸穿胞模型可观察到TNF-α增加脂肪酸跨CMECs的穿胞,红景天苷可抑制TNF-α促脂肪酸穿胞的作用。半胱天冬酶caspase-1抑制剂(Ac-YVAD-cmk)也可抑制TNF-α促脂肪酸穿胞的作用,而Ac-YVAD-cmk加SAL预处理与单用Ac-YVAD-cmk相比,在抑制TNF-α促脂肪酸穿胞的作用中没有显著差异。(2)Western Blotting结果显示,TNF-α可显著增加NLRP3、pro-caspase-1、caspase-1和IL-1β的表达,而红景天苷可显著抑制TNF-α引起NLRP3、IL-1β的表达。(3)通过使用DCFH-DA荧光探针,TNF-α可导致CMECs内ROS水平时间依赖性的升高;而红景天苷可抑制TNF-α引起的内皮细胞中ROS水平的升高。使用MitoSOXTM Red荧光探针检测CMECs线粒体超氧阴离子水平,发现类似现象,即随着TNF-α孵育时间的延长,线粒体超氧阴离子水平不断升高;红景天苷对此也有抑制作用。(4)CMECs-心肌细胞共培养实验中,TNF-α与PA共孵育CMECs加重了心肌细胞胰岛素抵抗,而红景天苷预处理可显著减弱这一作用。(5)小动物PET结果显示,TNF-α+PA组小鼠胰岛素刺激的心脏18F-FDG摄取明显减少,而红景天苷预处理可改善TNF-α+PA引起的胰岛素刺激心脏18F-FDG摄取的降低。心脏组织γ计数检测的结果与PET扫描结果一致。结论:TNF-α可引起CMECs细胞内ROS和线粒体内超氧阴离子水平的上调及NLRP3炎症小体的激活,NLRP3炎症小体的激活参与了TNF-α促进PA在心肌微血管内皮细胞的穿胞转运,进而加重PA所引起的心肌细胞胰岛素抵抗的作用。而红景天苷可能通过降低TNF-α引起的氧化应激增加和NLRP3激活,发挥抑制TNF-α促脂肪酸穿胞及诱发胰岛素抵抗的作用。