高糖及缺氧对胰岛β细胞和血管内皮细胞HIF-1α表达及其生物学功能的影响

【摘要】美国临床内分泌医师学会（AACE）在2011年公布的糖尿病综合治疗方案指南中首次提出临床医生应该重视糖尿病患者睡眠呼吸暂停的诊断和治疗。阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）是一种全身性疾病，在肥胖2型糖尿病患者中的发生率很高，其引起的低氧血症可造成全身多器官损害，其中最重要的是心脑血管损害。为此，本实验以小鼠胰岛β细胞株MIN6和人脐静脉内皮细胞HUVEC为研究对象，观察缺氧环境及高浓度葡萄糖对胰岛β细胞增殖、自噬及胰岛素分泌的影响，以及对血管内皮细胞增殖的影响，为进一步研究缺氧环境和高浓度葡萄糖对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征合并糖尿病（OWD）以及合并大血管病变的发生发展提供理论基础。一、高糖及缺氧对小鼠胰岛β细胞株MIN6增殖、自噬及生物学功能的影响目的探讨高糖及缺氧环境对小鼠胰岛β细胞株MIN6增殖、自噬及胰岛素分泌的影响。方法(1)分别以正常浓度（5.5mmol/L）和高浓度（33.3mmol/L）葡萄糖作用于MIN6，再将正糖组和高糖组细胞分别按缺氧时间（0d，1d，2d，3d，4d，缺氧1d后复氧1d）各分为六个亚组，应用细胞增殖和细胞毒性检测试剂盒(CCK-8)检测细胞增殖；(2)分别以正常浓度（5.5mmol/L）和高浓度（33.3mmol/L）葡萄糖作用于MIN6，再将正糖组和高糖组各分为常氧和缺氧两个亚组，应用Real-timePCR法检测HIF-1α和Beclin-1表达量；(3)分别以正常浓度（5.5mmol/L）和高浓度（33.3mmol/L）葡萄糖作用于MIN6，再将正糖组和高糖组按缺氧时间（0d，1d，2d，3d，4d）各分为五个亚组，ELISA法检测各组上清中胰岛素浓度。结果(1)常氧环境下，正糖组和高糖组细胞增殖无显著差异（P>0.05）；缺氧环境下，各组细胞增殖呈时间依赖性抑制（正糖组r=-0.966，P<0.01；高糖组r=-0.912，P<0.05），且高糖组抑制作用更明显（P<0.01）；正糖组细胞缺氧后1d复氧1d与常氧培养相比，细胞增殖无显著差异（P>0.05），但高糖组细胞缺氧后1d复氧1d与常氧培养相比，细胞增殖仍明显受抑制（P<0.01）；(2)缺氧环境下，HIF-1α和Beclin-1表达上调，二者表达呈相关性（r=0.965，P<0.05）；(3)缺氧环境下，各时间点高糖组细胞培养上清中胰岛素浓度较正糖组降低（P<0.01）。正糖组与高糖组分别进行组内比较：随缺氧时间延长，培养上清中胰岛素量呈时间依赖性降低（正糖组r=-0.997，P<0.01；高糖组r=-0.999，P<0.01）。结论单纯高糖对胰岛β细胞株增殖无明显影响，单纯缺氧可抑制细胞增殖，缺氧合并高糖时抑制作用更明显，提示二者具有协同作用，抑制细胞增殖。这种抑制作用在正糖组可被复氧逆转，但在高糖组不被复氧所逆转。缺氧经HIF-1α介导细胞自噬。细胞增殖减弱和自噬增强共同导致胰岛β细胞数量减少，并加重胰岛β细胞损伤，最终导致胰岛素分泌减少。二、高糖及缺氧对人脐静脉内皮细胞HUVEC增殖的影响目的观察缺氧环境和高浓度葡萄糖对人脐静脉内皮细胞增殖的影响，探讨高糖及缺氧在糖尿病性大血管病变的发生发展中发挥的作用。方法分别以正常浓度（5.5mmol/L）和高浓度（33.3mmol/L）葡萄糖作用于HUVEC，再将正糖组和高糖组细胞分别按缺氧时间（0h，12h，24h，48h，缺氧24h后复氧24h）各分为五个亚组。培养结束后应用细胞增殖和细胞毒性检测试剂盒（CCK-8）检测细胞增殖。结果缺氧环境下，正糖组和高糖组细胞增殖均呈时间依赖性抑制（正糖组r=-1.000，P<0.01；高糖组r=-0.997，P<0.01），且高糖组抑制作用更明显（P<0.01）。细胞缺氧后复氧较缺氧时细胞增殖在正糖组与高糖组均无显著差异（P>0.05）。结论缺氧环境和高浓度葡萄糖可抑制人血管内皮细胞增殖，二者有协同作用，且复氧不可逆转这种抑制作用，提示高糖及缺氧使血管内皮细胞数量减少，这可能是导致血管内皮损伤，从而启动糖尿病性血管并发症的机制之一。
【作者】宋歌；
【导师】施毕旻；
【作者基本信息】苏州大学，内分泌与代谢病学，2014，硕士
【关键词】高糖；缺氧；胰岛β细胞；增殖；自噬；血管内皮细胞；

【参考文献】
[1]赵星星.PCB反向工程中的知识产权保护问题研究[D].湖南师范大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[2]陈正杰.畜禽养殖场沼液的跌水—生态浮床处理研究[D].西南大学,环境科学,2014,硕士.
[3]徐璐.道路交通事故认定性质及其救济[D].苏州大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[4]李林峰.科技支撑经济转型发展评价指标体系与实证分析[D].吉林财经大学,应用统计学,2014,硕士.
[5]王显金.DNA序列分类模型[D].浙江大学,运筹学与控制论,2011,硕士.
[6]徐静.水动力条件及幼鱼对乌梁素海藻类生长的影响研究[D].内蒙古科技大学,环境工程,2014,硕士.
[7]宋健.天麻素骨架缓释片的制备及体外释药性研究[D].山东大学,制药工程（专业学位）,2012,硕士.
[8]何英.7个鼻咽癌相关基因单核苷酸多态性的筛查及其与鼻咽癌易感性的关联分析[D].中国人民解放军第一军医大学,2003.
[9]王仁忠.放牧影响下羊草草地主要植物种群生态位宽度与生态位重叠的研究[J].植物生态学报,1997,04:9-16.
[10]彭怡书.带钢表面缺陷图像脉冲与高斯噪声的滤除研究[D].东北大学,机械设计及理论,2011,硕士.
[11]赵敏.回应性视角下网络问政问题研究[D].郑州大学,政治学理论,2013,硕士.
[12]陈勇,潘益菁,王亚良,鲁建厦.多态性作业车间鲁棒调度CA-GA建模[J].浙江工业大学学报,2014,02:124-131+141.
[13]李昆.生物炼制中秸秆糖以及糖醇和糖酸的结晶分离[D].华东理工大学,发酵工程,2013,硕士.
[14]尹冬靖.基于同轴网络的TCP代理确认算法设计与实现[D].华中科技大学,软件工程,2013,硕士.
[15]吴跃辉.湖南省高等职业教育及其发展研究[D].湖南大学,高等教育学,2003,硕士.
[16]吴颖颖.中国法律词汇的语义演进[D].西南政法大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[17]熊雪萍.VMS交通诱导信息协同发布策略生成方法研究[D].北京交通大学,交通运输工程（专业学位）,2013,硕士.
[18]Owusu-DarkwaWilson.外国直接投资和业务发展：加纳为例，有什么贡献的外国直接投资流入向发展在加纳非传统业务[D].宁波大学,MastersinBusinessAdministration（专业学位）,2013,硕士.
[19]张远.论我国法下船舶抵押权的实现[D].大连海事大学,海商法,2014,硕士.
[20]周晓.论周一良先生对魏晋南北朝时期史学发展研究的贡献[D].华中科技大学,专门史,2013,硕士.
[21]贾博.利用渗滤液富集矿化垃圾中的氨氧化菌氧化垃圾填埋场甲烷的基础研究[D].苏州科技学院,市政工程,2012,硕士.
[22]刘玉周.大型工程车辆ROPS/FOPS试验系统设计及研究[D].太原科技大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[23]高峰.北京、武汉、重庆三地肥胖学生校外体育活动现状与对策研究[D].首都体育学院,体育人文社会学,2013,硕士.
[24]张海江,刘雯林.波场外推算子的多分辨分解和压缩[J].石油地球物理勘探,2000,03:290-297+402.
[25]赛丽.心肾相关理论治疗慢性心力衰竭的临床观察及实验研究[D].广州中医药大学,中医内科学（专业学位）,2013,硕士.
[26]吴波.HH公司经营问题与对策研究[D].四川大学,工商管理,2003,硕士.
[27]王娇.有限p群及其非中心元的中心化子[D].山西师范大学,基础数学,2013,硕士.
[28]李晓玲.中国城市农民工婚姻现状及对策研究[D].吉林大学,社会学,2004,硕士.
[29]朱晓妍.移动ad hoc网络的安全研究[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2004,硕士.
[30]潘杰.低分子有机酸对磷矿粉固定重金属影响的研究[D].湖南农业大学,环境工程,2004,硕士.
[31]胡俊佳.陈鼓应《庄子今注今译》训诂平议[D].杭州师范大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[32]张庆华.齿轮标准讲座(6)[J].组合机床与自动化加工技术.1992(09)
[33]王鑫.金融集聚及其对区域经济增长的影响[D].天津财经大学,国民经济学,2012,硕士.
[34]王元明,包逸萍.杭州市锂电池行业专利竞争力研究——基于innography软件的统计分析[J].经营与管理,2014,10:69-73.
[35]师红云.基于时序雷达干涉测量的高速铁路区域沉降变形监测研究[D].北京交通大学,2013.
[36]黄冉阳.科技型小微企业初创期成功的关键因素研究[D].宁波大学,企业管理,2013,硕士.
[37]王有新.石油地球物理勘探局完成研究院重组工作[J].石油地球物理勘探,1997,05:622.
[38]周样样.陕南地区强降雨条件下突发型地质灾害成因机制研究[D].长安大学,地质工程,2013,硕士.
[39]卜爽.物理课程阶段性与学生认知发展关系的初探[D].山东师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[40]何冰.在港船舶垃圾管理法律问题研究[D].大连海事大学,法律,2013,硕士.
[41]王明雪.西柏坡时期毛泽东干部教育思想研究[D].河北师范大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[42]徐星星.南津关大峡谷景区游客旅游动机与行为特征研究[D].湖北大学,人文地理学,2012,硕士.
[43]赵鹏飞.BP与AHP混合决策算法的研究与应用[D].中国地质大学（北京）,计算机科学与技术,2014,硕士.
[44]申丽娟.中式家居风格现代化及装修模式工厂化的研究[D].中南林学院,木材科学与技术,2004,硕士.
[45]周小成,焦道振.基于Geodatabase的CAD数据到GIS的解决方法[J].现代测绘,2004,06:15-17.
[46]朱虹.20世纪30年代俄罗斯社会主义现实主义美术[D].浙江大学,俄语语言文学,2013,硕士.
[47]杨晓燕.紫杉醇—珠蛋白纳米粒的制备及其靶向CD163高表达巨噬细胞的研究[D].南京大学,制药工程（专业学位）,2013,硕士.
[48]张煜文.论我国遗产破产制度的构建[D].甘肃政法学院,民商法学,2012,硕士.
[49]张端金,王忠勇,吴捷.Delta算子不确定系统的多目标鲁棒H_∞控制[J].控制与决策,2003,02:164-168.
[50]李亚梅.铁皮石斛对ApoE基因敲除小鼠脂质代谢和炎症反应作用的初步研究[D].湖南中医药大学,中药学,2013,硕士.