目的 研究发现糖尿病患者心脑血管病变及周围血管闭塞的风险远高于非糖尿病患者,高血糖与糖尿病血管病变有关,内皮细胞功能失调可能继发于高血糖。胰岛素样生长因子1(IGF1)是细胞生长、分化和凋亡的重要调节因子。FoxO(Forkhead box O)是Forkhead转录因子的一个亚家族,在哺乳动物细胞周期调控、凋亡、应激以及糖代谢调节中起着重要作用。FoxO1在内皮细胞高表达。近年来研究证明IGF1具有多种代谢和血管保护作用,从很多方面直接对抗内皮功能失调,目前关于IGF1的报道多关注于其在神经损伤方面的研究,在血管保护方面的报道较少,且机制不清。本研究拟探讨IGF1对高糖环境中的内皮细胞增殖及移行的保护作用及其可能机制。
方法 体外培养人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC),倒置显微镜下观察内皮细胞形态。亚融合状态的血管内皮细胞经血清饥饿处理 24 小时后用于实验。分为对照组(5mmol/L Gs)、高糖组(25mmol/L Gs)、高渗组(20mmol/L mannitol+5mmol/L Gs)、高糖+胰岛素样生长因子-1组(25mmol/L Gs+80ng/mL IGF1)。处理48h后,用四甲基偶氮唑蓝(MTT)比色法检测内皮细胞增殖情况,Transwell移行小室观察细胞移行情况。实时荧光定量PCR测定Akt mRNA及FoxO1 mRNA水平。免疫组化测定内皮细胞Akt、p-Akt、FoxO1和p-FoxO1的蛋白表达情况,并经行半定量分析,比较FoxO1/p-FoxO1、Akt/p-Akt的比值。
结果 内皮细胞在高糖组的细胞存活率、移行率比对照组明显降低(P<0.01,P<0.01),FoxO1 mRNA表达明显升高(P<0.01),FoxO1/p-FoxO1蛋白表达增加(P=0.007),Akt/p-Akt比值增加(P<0.05)。与高糖组相比,高糖+IGF1组细胞存活率、移行率明显增加(P<0.05,P<0.01) ,FoxO1 mRNA的表达明显降低(P<0.05) ,FoxO1/p-FoxO1蛋白表达降低(P<0.05),Akt/p-Akt蛋白表达降低(P=0.040);高糖+IGF1+AZD5363组细胞存活率未见明显差异(P>0.05),移行未增加(P>0.05),FoxO1 mRNA的表达明显降低(P<0.05) ,FoxO1/p-FoxO1未见明显差异(P>0.05)。五组Akt mRNA的表达无差异(F=0.39,P>0.05)。
结论 高糖环境下内皮细胞的增殖移行能力降低与FoxO1的表达有关。IGF1能改善高糖对内皮细胞增殖移行的抑制作用,其机制可能是IGF1激活Akt 进一步调节FoxO1,导致FoxO1磷酸化,去磷酸化FoxO1蛋白表达减少。