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内质网应激/GSK3β通路在柚皮苷抑制高糖引起的血管内皮细胞损伤中的作用

2023-10-24浮凤洲广东省东莞市松山湖中心医院广东东莞523320

首都食品与医药 2023年20期
关键词:内质网高糖存活率

浮凤洲 (广东省东莞市松山湖中心医院,广东 东莞 523320)

柚皮苷(Naringin)作为一种双青黄酮类化合物,可在柑橘、葡萄柚果皮、酸橙果皮中进行提取[1]。随着社会的高速发展,人们的生活方式有了很大的变化,我国糖尿病的患病人数有了大幅增加。糖尿病患者在进行代谢的过程中可能会引起血管内皮细胞的损伤[2],对于内皮细胞线粒体ROS的生成具有重要的作用。有相关研究[3]证实,Naringin在糖尿病的心血管并发症中具有一定的保护作用,主要表现在调控GSK3β通路、线粒体保护以及抗ERS作用,在产生保护作用后,会引起多种伤害的刺激,从而引发细胞损伤[4]。由于内质网应激/GSK3β是糖尿病患者血管内皮细胞损伤的重要发病机制,可以将其当作内皮细胞损伤的关键环节,也将其当作是Naringin防治的重要靶标。近年来,糖尿病已经成为了危害心血管疾病的独立因素之一,成为了世界卫生发展重要难题[5]。糖尿病产生的主要危害来自于并发症,可引起视网膜病变、肾脏病变等[6]。本文基于此,探讨了内质网应激/GSK3β通路在柚皮苷抑制高糖引起的血管内皮细胞损伤中的作用,具体内容如下。

1 材料与方法

1.1 试剂及仪器 本次试验的试剂、仪器等包括:血管内皮细胞(上海雅吉生物科技有限公司),柚皮苷(美国Sigma公司),内质网抑制剂四本基乙酸(4-Pheny1 Butyrie Acid,4-PBA)、TDZD-8(非ATP竞争性GSK-3β抑制剂)(赛百慷生物科技股份有限公司),胎牛血清(PAN公司),培养基(Hycolone公司),逆转录试剂盒(Roche公司),GSH试剂盒(武汉吉立德生物有限公司),ROS试剂盒(江苏碧云天生物技术研究所),NO试剂盒(南京建成生物科技有限公司),DNA逆转录试剂盒(Thermo公司),细胞凋亡试剂盒(Beyotime公司),IL-6(Interleukin-6)、NF-kB(Nuclear Factor-Kappa B)、GRP78(Glucose Related Protein)、Caspase3、CHOP都购买自Abcam公司,细胞培养箱(力申科学仪器有限公司),Nano Drop 2000(Thermo公司),离心机(Sigma公司),40mmol/L葡萄糖(Hyclone公司)[7]。

1.2 方法

1.2.1 细胞计数测定方法 首先在孔板中将细胞悬液进行配置,并放在培养箱中培养24h,在培养基中加入不同浓度的多肽,因为CCK-8的量比较少,所以在孔壁上可能会带来一定的误差,因此在培养板中要进行敲击,从而充分的混匀。在培养了1-4h后,就可以对其进行细胞凋亡率及细胞存活率的检测,检测的波长一般为450-490nm左右[8]。

1.2.2 DCFH-DA染色法检测活性氧及GSH试剂盒检测 用无血清培养基进行阳性稀释,让浓度达到100uM,如果刺激时间较短,还需要先装载探针。若刺激时间较长,就后装探针[9]。本次试验的刺激时间较长,所以选择后装探针。在细胞培养的过程中,对细胞的状态进行检测,并对其进行清洗和诱导,于37℃环境下对细胞进行避光培养,离心后去除上清液,对细胞收集后即可使用荧光分光光度计进行检测。

谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸以及甘氨酸所组成的,将0.05g的细胞种子放入5%的三氯乙酸中进行研磨,离心10min后取上清液,标准溶液使用5%的三氯乙酸并选用pH为7.8的PBS,充分的混匀后,在30℃的条件之下保温5min后即可进行检测。

1.2.3 ELISA试剂盒检测及免疫印迹法检测 将所需的板条数放入到框架之中,建立空白孔,加入TMB显色液及终止液,通过对照实验画出相应的曲线。将浓度不同的标准品加入到孔中,使用封板胶纸封住在室温下培养2h。随后清洗板条,并在每个空白孔中加入100ul的工作液,于室温下培养1h。随后加入酶结合物[10],培养20min。加入显色剂后继续培养20min,最后加入终止液充分搅拌后即可检测IL-1β、IL-6、IL-8。

免疫印迹法需要进行细菌诱导和表达,借助电泳的方式将细胞裂解,在真核细胞中加入匀浆缓冲液,在室温下加匀浆,在13000r下离心15min,取上清液进行转膜。在免疫反应中,选择0.01PBS洗膜,持续时间5min[11],加入包被液后均匀摇动,在室温下培养2h。加入一抗液体,需要将膜全部覆盖,在4℃的条件下放置12h,通过阴性对照的方式进行培养。最后加入显色液,终止反应后即可进行检测[12]。

1.2.4 JC-1染色法测定 首先诱导细胞凋亡,并同时设立阴性组和阳性组,在适当的时间之内对其进行Caspase检测,将细胞进行收集。使用PBS洗涤液对细胞离心5min,去细胞上清液后加入水稀释,将其加热到37℃。吸入500g/L的incubation Buffer,加入JC-1混匀成为JC-1工作液。将工作液放入细胞中,让细胞悬浮,并于37℃下在培养箱中培养20min。随后在2000rpm下离心5min。最后使用流式细胞仪对数据进行检测[13]。

1.3 统计学分析 本次研究所涉及统计学数据资料均利用SPSS21.00软件进行处理计算,其中计量资料选择t检验,计数资料采用卡方检验,当计算结果得出P<0.05则表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 细胞存活率检测结果 研究结果表明,正常对照组细胞的存活率为100%,高糖组的细胞存活率为(70.36±6.31)%,柚皮苷+高糖组的细胞存活率为(86.44±5.80)%,可以看出,在不进行任何干预的情况下,细胞存活率不会受到任何影响。而柚皮苷+高糖组的细胞存活率明显高于高糖组(P<0.05),说明柚皮苷在高糖引起的血管内皮损伤中具有保护作用。

2.2 氧化应激检测结果 氧化应激主要测试细胞的活性氧(ROS)以及GSH水平,由于使用的DCFH-DA探针没有荧光,所以在酯酶水解后会形成DCFH,难以透过细胞膜。研究结果表明,高糖组的ROS含量明显高于正常对照组,且相较于高糖组,柚皮苷+高糖组的柚皮苷浓度有所增加,ROS含量降低。

2.3 细胞凋亡检测结果 在细胞凋亡中,正常对照组的细胞凋亡率最低,为(20.77±3.08)%,高糖组的细胞凋亡率为(42.71±8.12)%,明显高于柚皮苷+高糖组的(24.01±4.22)%。这说明柚皮苷对于细胞凋亡有着保护的作用。

2.4 炎症因子检测结果 在炎症因子的表达中,相较于正常对照组,高糖组的NF-kB、IL-6表达有所升高(P<0.05)。相较于高糖组,柚皮苷+高糖组的IL-6、NF-kB有所下降。如表1所示。

表1 三组炎症因子检测结果比较

2.5 线粒体损伤检测结果 为了验证线粒体损伤的检测结果,分别加入内质网应激抑制剂四苯基乙酸(4-phenyl butyric acid,4-PBA)、TDZD-8(非ATP竞争性GSK-3β抑制剂),观察血管内皮细胞毒性的作用。研究结果表明,正常对照组MMP和细胞色素C表达明显高于高糖组(P<0.05),而4-PBA组、TDZD-8组、4-PBA+高糖组及TDZD-8+高糖组明显高于高糖组。这说明4-PBA、TDZD-8对血管内皮损伤有保护作用。见表2。

表2 各组线粒体损伤检测结果

2.6 eNOS表达及NO检测结果 研究结果表明,相较于高糖组,柚皮苷+高糖组的柚皮苷浓度增加,NO含量也在增加。可是相较于对照组,高糖组的NO含量明显降低。

3 讨论

糖尿病(Diabetes)是临床常见的慢性疾病,受到许多外部因素的影响,导致患者自身的代谢处于紊乱状态[14]。临床上主要以高血糖为主要表现,还可出现多尿、多饮、多食、消瘦的情况。糖尿病会引发许多其他的并发症,严重的还有可能引发器官衰竭,是一种无法治愈的疾病[15]。在本次实验当中,探讨了内质网应激/GSK3β通路在柚皮苷抑制高糖引起的血管内皮细胞损伤中的作用。研究结果表明,在不受到任何干扰的情况下,细胞的存活率较高、凋亡率较低,建立了葡萄糖高糖模型后发现,高糖组的细胞存活率较低,凋亡率较高,但是发现柚皮苷能够有效地对血管内皮细胞产生保护作用,有效提高细胞存活率,降低凋亡率,且降低了ROS含量。在炎症因子检测结果中,柚皮苷+高糖组的IL-6、NF-kB相较于高糖组有所下降。4-PBA、TDZD-8对线粒体损伤有保护作用。

综上所述,柚皮苷在内质网应激/GSK3β通路下对高糖引起的血管内皮损伤具有保护作用,且4-PBA、TDZD-8可以起到抑制作用,其中的作用机制可能与炎症因子、细胞凋亡有一定的关系,因此,临床治疗中如果有效地抑制炎症因子释放,可能会产生较好的临床效果。

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