脂聯素對高糖環境下心肌細胞中TGF-β1/Smads傳導通路的影響

劉新宇

脂聯素對高糖環境下心肌細胞中TGF-β1/Smads傳導通路的影響

劉新宇

山東省臨沂市中醫醫院(山東臨沂276002)，E-mail：LXY8609@126.com

摘要：目的探析脂聯素對高糖環境下心肌細胞中轉化生長因子β1(TGF-β1)/Smads傳導通路的影響及作用機制。方法將培養的心肌細胞分為對照組、觀察A組(高糖培養)、觀察B組(脂聯素干預)，對3組心肌細胞的Smad-3、Smad-7表達情況、細胞上清液轉化生長因子β1以及骨形成蛋白(BMP-7)的含量進行回顧性評價。結果觀察A組Smad-3、TGF-β1含量均高于對照組，且Smad-7及BMP-7的含量低于觀察A組(P<0.05)；觀察B組的Smad-7及BMP-7的含量高于觀察A組，Smad-3、TGF-β1含量低于觀察A組(P<0.05)。結論脂聯素對高糖環境下心肌細胞中TGF-β1/Smads傳導通路具有一定的影響作用，TGF-β1/Smads活化可能是導致此種現象的主要機制。

關鍵詞：糖尿病；脂聯素；心肌細胞；轉化生長因子β1；Smads傳導通路；高糖環境；骨形成蛋白

糖尿病心肌病是糖尿病的類型之一，但其與高血壓性心臟病以及動脈粥樣硬化等心臟疾病無明確聯系。糖尿病心肌病在微血管病變的基礎上導致心肌病灶出現廣泛性壞死，導致病人出現心律失常、心力衰竭，甚至會導致病人猝死。相關研究顯示[1-2]，轉化生長因子β1(TGF-β1)/Smads通路是重要的纖維化通路，與機體各器官的纖維化關系較為密切。本研究觀察脂聯素對高糖環境下心肌細胞中TGF-β1/Smads傳導通路的影響及作用機制。

1材料與方法

1.1細胞及儀器

1.1.1細胞選擇選取美國某公司的人體心肌細胞株為本次研究材料，選用心肌細胞株均經過相關形態學鑒定，鑒定結果均符合相關納入標準[3-4]。

1.1.2試劑選擇選取從美國某公司購置人脂聯素，以及上海哈靈生物科技有限公司銷售酶聯免疫吸附試劑為本次研究的應用試劑。

1.1.3儀器選擇實時熒光定量儀(上海杰一生物技術有限公司)、離心機(江蘇賽德力制藥機械制造有限公司)、超凈工作臺(蘇州麥克仕德凈化設備有限公司)為本次研究的儀器。

1.2方法

1.2.1培養細胞將心肌細胞株放置在10%牛血清溶液中，并在其中加入葡萄糖5.5 mmol/L，青霉素100 U/mL。并將其放置在溫度為37℃的5%二氧化碳孵箱中進行孵育，待細胞生長到85%，并完成融合，則使用0.25%的胰蛋白酶進行消化。

1.2.2分組將生長完好的心肌細胞分為3組；對照組、觀察A組及觀察B組。對照組給予D-葡萄糖5.5 mmol/L進行培養，觀察A組給予30.0 mmol/L的D-葡萄糖進行培養，觀察B組在觀察A組的基礎上增加2.5 μg/mL脂聯素進行培養。對3組細胞進行20 h、40 h及70 h的培養。

1.2.3實時熒光定量測定方法Smad-3引物：上游：5’-TGCTGGTGGTACTGGATAGCAG-3’，下游：5’-GCTGCAAGGTGAAGATGTCA-3’；Smad-7引物：上游：5’-CCAACTGCAGACTGTCCAGA-3’；下游：5’-CAGGCTCCAGAAGAAGTTGG-3’。

1.2.4酶聯免疫吸附試劑測定方法取細胞培養上清液組織，嚴格按照酶聯免疫吸附試劑測定使用，根據測定結果繪制標準品曲線，并根據曲線反應計算檢測樣本的TGF-β1、骨形成蛋白(BMP-7)值。

2結果

2.13組實時熒光定量法測定結果觀察A組在培養20 h、40 h及70 h的Smad-3含量均高于對照組，且Smad-7含量低于對照組，經統計學分析，組間差異具有統計學意義(P<0.05)；觀察B組的Smad-7的含量高于觀察A組，Smad-3含量低于觀察A組經統計學分析，組間差異具有統計學意義(P<0.05)。詳見表1。

表1　3組實時熒光定量法測定結果比較(±s)

2.23組實施酶聯免疫吸附法測定結果觀察A組的TGF-β1含量均高于對照組，且40 h、70 h觀測點時BMP-7的含量低于對照組(P<0.05)；觀察B組BMP-7含量高于觀察A組，且TGF-β1含量低于觀察A組(P<0.05)。詳見表2。

表2　3組實施酶聯免疫吸附法測定(±s)

3討論

脂聯素是指脂肪細胞分泌出的蛋白質，也可稱為內源性生物活性多肽物質。從某種意義上來說，脂聯素是胰島素增敏激素的一種，可改善機體的胰島素抗藥性和動脈硬化癥狀。有研究顯示[5-6]，脂聯素在人體細胞培養和檢測中得到應用，通過對脂聯素水平進行檢測，可對2型糖尿病和冠心病的疾病發展趨勢進行反映和預測，相關研究中對此觀點也有所提及[7]，并證實了T-鈣黏蛋白對表達1型糖尿病病灶周圍心肌組織具有極其重要的作用，且其表達量與血清脂聯素的水平成正比關系。在臨床試驗中主要用于抗糖尿病和動脈粥樣硬化等疾病中，且取得了較好的應用價值。通過對相關醫學文獻和醫學報道的查閱和研究[8]，發現TGF-β1作為二聚體性多肽生長因子中重要的一員，具有調節生長因子的作用，其三種異構體即：TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3在哺乳類動物中應用較為廣泛，其中，應用最為廣泛的就是TGF-β1。TGF-β1是機體內促纖維化最強的生長因子，可預測細胞的生長趨勢和分化方式，并對細胞外基質沉淀具有潛在促進作用。

已有研究結果對糖尿病心肌病的病理特征進行證實[9]，并明確提出心肌間物質纖維化是糖尿病心肌病的主要病理特征。TGF-β1/Smads傳導通路具有一定的活化性，這種活化性也是導致心肌細胞出現纖維化的重要影響因素。相關醫學文獻研究結果表明[10]，Smad-7的表達水平降低將會促進TGF-β通路的活化，并通過此種作用機制對TGF-β1受體的抑制性進行激活，逆轉受體的激活性能。借助此種研究方式，最終得出的結論為Smad-7與TGF-β1通路的作用點均位于TGF-β1受體上，但造成此種現象的根本原因并不是TGF-β1的含量。還有學者對Smad-7的高表達情況進行研究，并以研究結果為依據，解釋Smad-7高表達對抑制TGF-β1纖維化的內在聯系。Smad-7的作用點在于其本身的復合物，因此，不會因Smad-7高表達導致TGF-β1的含量受到一定影響。

BMP-7是近年來醫學實驗中逐漸引用并發展起來的纖維化負性調節因子，作為TGF-β中的重要分支，BMP-7可借助對Smad-2和Smad-3的抑制作用，發揮其對TGF-β1通路的活化作用，同時，Smad-7對TGF-β1通路具有一定的抑制性，因此，可同時起到促纖維化作用。總而言之，Smad-3可對TGF-β1通路起到促活化作用，同時，Smad-7還可同時起到抑制通路活化、促纖維化的作用，可最大限度地實現通路活化抑制和抗纖維化增強。但從一方面來看，Smad-7并不是通過對TGF-β1通路的抑制以起到影響TGF-β1含量的作用，并且，TGF-β1含量與TGF-β1通路的抑制作用亦不是完全由BMP-7的抑制作用而實現的。TGF-β1/Smads通路的激活作用與細胞外基質的關系較大，可有效抑制細胞基質的緩解性，促進心肌間的纖維化作用。而高糖對TGF-β1/Smads通路的激活具有一定的促進性作用，可緩解促纖維化過程。

本研究結果顯示，觀察A組Smad-3、TGF-β1含量均高于對照組，且Smad-7及BMP-7含量低于對照組(P<0.05)；觀察B組Smad-7及BMP-7的含量高于觀察A組，Smad-3、TGF-β1含量低于觀察A組(P<0.05)。本結果與相關研究結果具有一致性[11-12]，可以看出，脂聯素和高糖干預的檢測效果更具有臨床研究價值，可為臨床醫療工作的進一步發展奠定基礎。

脂聯素對高糖環境下心肌細胞中TGF-β1/Smads傳導通路具有一定的影響作用，且可對心肌細胞形成一定的保護作用，TGF-β1/Smads的活化可能是導致此種現象的主要機制。通過脂聯素對抗纖維因子的抑制性作用，可控制心肌細胞的纖維化作用，提高糖尿病心肌病病人的生存質量。

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(本文編輯王雅潔)

中圖分類號：R256.2R542.2

文獻標識碼：A

doi：10.3969/j.issn.1672-1349.2016.10.012

文章編號：1672-1349(2016)10-1095-03

(收稿日期：2015-12-09)