高糖诱导内皮-脂肪细胞转分化的机制探讨

摘要

目的 探讨高糖刺激内皮细胞(endothelial cells,ECs)是否可通过内皮-间充质细胞转分化(endothelial-to-mesenchymal transition,EndMT),继而转分化为脂肪细胞(即内皮-脂肪细胞转分化),从而介导糖尿病(diabetes mellitus,DM)骨质疏松形成.方法 (1)体内实验:建立DM大鼠模型,随机分为正常对照(control,CTL)组和DM组.双能X线和micro-CT检测骨代谢特征.骨组织HE染色检测骨髓脂肪组织含量.骨组织荧光和Western印迹检测骨髓EndMT相关标记物(内皮标记物CD31和间充质标记物FSP1);(2)体外实验:培养原代人主动脉内皮细胞,分为对照(normal glucose,NG)组和高糖(high glucose,HG)组.免疫荧光和Western印迹检测高糖对ECs EndMT相关标记物变化.继而使用脂肪培养基对高糖刺激后ECs进行1周诱导分化,Western印迹检测脂肪相关标记物(PPAR-γ)的水平,油红O染色检测脂滴形成情况.结果 DM组大鼠较CTL组体重明显下降,血糖、血肌酐、尿素氮、24 h尿蛋白显著升高(P<0.05);骨密度扫描和micro-CT结果示,与CTL组相比,DM大鼠股骨和腰椎骨密度显著下降,松质骨变少(骨体积和骨小梁数目减少,骨小梁离散度增加)(P<0.05).皮质骨无明显改变(P>0.05);骨组织Western印迹结果示DM大鼠CD31表达减少,FSP1表达增加(P<0.05);免疫荧光结果示DM组骨髓CD31和FSP1表达重叠;体外高糖干预ECs,Western印迹和免疫荧光结果显示HG组细胞CD31表达减少,FSP1表达增加(P<0.05).进一步诱导脂肪细胞分化一周,HG组PPAR-γ表达水平显著升高(P<0.05),油红O染色阳性.结论 高糖诱导ECs发生内皮-脂肪细胞转分化,从而参与了DM骨质疏松的发生.