GLP-1对高糖培养的血管内皮细胞功能的影响及其机制研究

摘要

目的:糖尿病(diabetes mellitus,DM)是目前最常见的全球非传染性疾病之一,是由多种病因引起的以慢性高血糖为特征的代谢紊乱,心血管病变是糖尿病患者的主要死亡原因,大血管病变(主要是动脉粥样硬化)和微血管病变是糖尿病患者致残、致死的主要原因之一。高血糖是造成糖尿病大血管病变的始动因素,但是不是唯一因素。糖尿病导致血管病变的机制复杂,其中血管内皮功能障碍是糖尿病血管并发症发生的重要因素。高血糖是血管内皮细胞功能损伤的重要原因。高血糖损伤血管内皮细胞的机制尚未完全阐明。血管内皮细胞功能障碍、结构受损是糖尿病血管疾病发生过程中的关键因素。有研究显示,以一氧化氮(NO)为代表的内皮源血管舒张因子合成与释放以及内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的mRNA和蛋白表达发生异常或失衡是血管内皮细胞功能障碍的早期表现。血糖稳态的调节是一个复杂的生理过程,其中有多种激素参与。胰高糖素样肽1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)是备受关注的激素之一,具有一定的内皮细胞保护作用,但目前已知的这些因素还很难完全揭示其调节机制。内皮细胞是糖尿病血管病变的关键靶组织,不仅起着保护屏障作用,而且其自身可分泌因子调节血管管腔和保持内环境稳态的作用。研究发现,血管内皮细胞具有自分泌或旁分泌生长因子或细胞因子的功能。血管内皮生长因子(VEGF)是血管内皮细胞分化、成熟过程中必不可少的细胞因子,是调控血管内皮细胞生物学功能,启动内皮细胞分化、成熟的重要信号分子。本研究通过GLP-1体外干预高糖培养的人脐静脉内皮细胞(HUVECs),观察高糖培养的HUVECs细胞增殖以及NO、VEGF分泌情况及GLP-1对高糖培养的血管内皮细胞生物学功能的影响,探讨GLP-1调控血管内皮细胞生物学效应的可能机制。
　　 方法:体外培养人脐静脉内皮细胞(HUVECs),分为5组,NG组:正常对照组(培养基中葡萄糖浓度为5.5 mmol/L);HG组:高糖组(培养基中葡萄糖浓度为33 mmol/L);高糖+GLP-1干预组,分为GLP-1低剂量组、GLP-1中剂量组、GLP-1高剂量组3个亚组,GLP-1的浓度分别为1 nmol/L、10 nmol/L、20 nmol/L。采用MTT法测定HUVECs细胞增殖能力;硝酸盐还原法测定细胞培养上清液NO含量,酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测细胞培养上清液VEGF含量,观察HUVECs的分泌功能。
　　 结果:
　　 1. NG组随时间延长MTT值增加,呈一定的时间依赖性;与NG组同时间比较,HG组48 h、72 h MTT值减低,差异均有统计学意义(P＜0.05)。提示:高糖抑制HUVECs的细胞增殖能力。与HG组同时间比较,HG+GLP-1低剂量组、HG+GLP-1中剂量组、HG+GLP-1高剂量组48 h、72h的MTT值增加,差异均有统计学意义(P＜0.05)。提示:低剂量(1nmol/L)、中剂量(10 nmol/L)、高剂量(20 nmol/L)的GLP-1均可增强高糖培养的HUVECs细胞增殖能力。
　　 2. HG组NO分泌量随时间延长而逐渐降低,呈一定的时间依赖性。与NG组同时间比较,HG组48h、72h的NO分泌量降低,差异均有统计学意义(P＜0.05)。提示:高糖培养可抑制HUVECs分泌NO的能力。与HG组同时间比较,HG+GLP-1中剂量组、高剂量组48 h、72 h的NO分泌量增加,差异均有统计学意义(P＜0.05)。提示:中剂量(10 nmol/L)和高剂量(20 nmol/L)的GLP-1可提高高糖培养HUVECs分泌NO的能力;低剂量(1 nmol/L)的GLP-1的作用效果不明显。
　　 3. NG组随时间延长VEGF分泌量增加,呈一定的时间依赖性;HG组VEGF分泌量随时间延长而降低。与NG组同时间比较,HG组48h、72h的VEGF分泌量降低,差异均有统计学意义(P＜0.05)。提示:高糖培养可抑制HUVECs分泌VEGF的能力。与HG组同时间比较,HG+GLP-1低剂量组、HG+GLP-1中剂量组、HG+GLP-1高剂量组48 h、72 h的VEGF分泌量增加,差异均有统计学意义(P＜0.05)。提示:低剂量(1nmol/L)、中剂量(10 nmol/L)、高剂量(20 nmol/L)的GLP-1均可增强高糖培养的HUVECs分泌VEGF的能力。
　　 结论:
　　 1.高糖抑制HUVECs的细胞增殖,下调VEGF、NO的分泌。
　　 2. GLP-1可增强高糖培养的HUVECs细胞增殖能力,调控VEGF、NO的分泌。