降糖速率通过ERK1/2通路影响心肌细胞凋亡

摘要

目的通过降低心肌细胞培养基中葡萄糖浓度,观察不同降糖速率下,细胞外信号调节激酶（ERK1/2）通路抑制前后心肌细胞凋亡程度、肿瘤坏死因子α（TNF-α）表达的变化,探索降糖速率对心肌细胞损伤程度及其炎性分泌功能的影响及机制。方法原代培养并鉴定Wistar乳鼠心肌细胞,在葡萄糖浓度为25 mmol/L培养基中培养72 h后,降低培养基浓度。根据培养基中葡萄糖浓度将细胞随机分为5组,即:A组为对照组,B、C、D、E组为实验组,A组维持25mmol/L葡萄糖浓度不变,B组葡萄糖浓度调整为20mmol/L（降糖速率为5 mmol/1）,C组葡萄糖浓度调整为15 mmol/L（降糖速率为10 mmol/L）,D组葡萄糖浓度调整为10 mmol/L（降糖速率为15 mmol/L）,E组葡萄糖浓度调整为5 mmol/L（降糖速率为20mmol/L）,分别于调整葡萄糖浓度后3、24、48h采用细胞计数试剂盒（CCK8）检测细胞存活率;AnnexinV-PI染色后,流式细胞仪和激光共聚焦显微镜检测细胞凋亡情况;ELISA方法检测TNF-α水平;Western印迹法测定ERK1/2蛋白及其磷酸化水平。将U0126加入5组中,重复上述方法检测心肌细胞凋亡程度、TNF-α表达的变化。结果不同降糖速率组,同一时间点,以A组为对照组,B组心肌细胞存活率增高,而C、D、E组逐渐降低（P＜0.05）,B、C、D组TNF-α浓度逐渐升高,E组降低（P＜0.01）。培养24 h时以A组为对照组,B组凋亡率显著降低[（23.9±1.27）%,P＜0.05],p-ERK1/2表达增加（P＜0.05）,C、D、E组凋亡率增高[C组（39.9±2.12）%,D组（45.7±3.62）%,E组（56.6±3.80）%,P＜0.05],C组ERK1/2磷酸化水平最低,D、E组ERK1/2磷酸化水平逐渐增加（P＜0.05）。加入U0126后,各实验组较之前心肌细胞的存活率均提高（P＜0.01）,TNF-α浓度均降低（P＜0.05）;与对照组比较,仅E组在培养24 h及48 h时,较A组心肌细胞存活率降低,凋亡率[（38.9±1.53）%]增高（P＜0.05）,TNF-α浓度增高（P＜0.05）,其余各组不同培养时间点差异均无统计学意义（P＞0.05）。结论不同降糖速率下心肌细胞的凋亡、炎症因子TNF-α的表达与ERK1/2通路有关;降糖过程中,ERK1/2通路参与了降糖速率过快对心肌细胞的促凋亡过程。降糖过程中,TNF-α的分泌不仅与渗透压变化有关,亦依靠ERK1/2通路的作用。