脂联素对高糖环境下心肌细胞中TGF-β1/Smads传导通路的影响

刘新宇

脂联素对高糖环境下心肌细胞中TGF-β1/Smads传导通路的影响

刘新宇

山东省临沂市中医医院(山东临沂276002)，E-mail：LXY8609@126.com

摘要：目的探析脂联素对高糖环境下心肌细胞中转化生长因子β1(TGF-β1)/Smads传导通路的影响及作用机制。方法将培养的心肌细胞分为对照组、观察A组(高糖培养)、观察B组(脂联素干预)，对3组心肌细胞的Smad-3、Smad-7表达情况、细胞上清液转化生长因子β1以及骨形成蛋白(BMP-7)的含量进行回顾性评价。结果观察A组Smad-3、TGF-β1含量均高于对照组，且Smad-7及BMP-7的含量低于观察A组(P<0.05)；观察B组的Smad-7及BMP-7的含量高于观察A组，Smad-3、TGF-β1含量低于观察A组(P<0.05)。结论脂联素对高糖环境下心肌细胞中TGF-β1/Smads传导通路具有一定的影响作用，TGF-β1/Smads活化可能是导致此种现象的主要机制。

关键词：糖尿病；脂联素；心肌细胞；转化生长因子β1；Smads传导通路；高糖环境；骨形成蛋白

糖尿病心肌病是糖尿病的类型之一，但其与高血压性心脏病以及动脉粥样硬化等心脏疾病无明确联系。糖尿病心肌病在微血管病变的基础上导致心肌病灶出现广泛性坏死，导致病人出现心律失常、心力衰竭，甚至会导致病人猝死。相关研究显示[1-2]，转化生长因子β1(TGF-β1)/Smads通路是重要的纤维化通路，与机体各器官的纤维化关系较为密切。本研究观察脂联素对高糖环境下心肌细胞中TGF-β1/Smads传导通路的影响及作用机制。

1材料与方法

1.1细胞及仪器

1.1.1细胞选择选取美国某公司的人体心肌细胞株为本次研究材料，选用心肌细胞株均经过相关形态学鉴定，鉴定结果均符合相关纳入标准[3-4]。

1.1.2试剂选择选取从美国某公司购置人脂联素，以及上海哈灵生物科技有限公司销售酶联免疫吸附试剂为本次研究的应用试剂。

1.1.3仪器选择实时荧光定量仪(上海杰一生物技术有限公司)、离心机(江苏赛德力制药机械制造有限公司)、超净工作台(苏州麦克仕德净化设备有限公司)为本次研究的仪器。

1.2方法

1.2.1培养细胞将心肌细胞株放置在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。并将其放置在温度为37℃的5%二氧化碳孵箱中进行孵育，待细胞生长到85%，并完成融合，则使用0.25%的胰蛋白酶进行消化。

1.2.2分组将生长完好的心肌细胞分为3组；对照组、观察A组及观察B组。对照组给予D-葡萄糖5.5 mmol/L进行培养，观察A组给予30.0 mmol/L的D-葡萄糖进行培养，观察B组在观察A组的基础上增加2.5 μg/mL脂联素进行培养。对3组细胞进行20 h、40 h及70 h的培养。

1.2.3实时荧光定量测定方法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酶联免疫吸附试剂测定方法取细胞培养上清液组织，严格按照酶联免疫吸附试剂测定使用，根据测定结果绘制标准品曲线，并根据曲线反应计算检测样本的TGF-β1、骨形成蛋白(BMP-7)值。

2结果

2.13组实时荧光定量法测定结果观察A组在培养20 h、40 h及70 h的Smad-3含量均高于对照组，且Smad-7含量低于对照组，经统计学分析，组间差异具有统计学意义(P<0.05)；观察B组的Smad-7的含量高于观察A组，Smad-3含量低于观察A组经统计学分析，组间差异具有统计学意义(P<0.05)。详见表1。

表1　3组实时荧光定量法测定结果比较(±s)

2.23组实施酶联免疫吸附法测定结果观察A组的TGF-β1含量均高于对照组，且40 h、70 h观测点时BMP-7的含量低于对照组(P<0.05)；观察B组BMP-7含量高于观察A组，且TGF-β1含量低于观察A组(P<0.05)。详见表2。

表2　3组实施酶联免疫吸附法测定(±s)

3讨论

脂联素是指脂肪细胞分泌出的蛋白质，也可称为内源性生物活性多肽物质。从某种意义上来说，脂联素是胰岛素增敏激素的一种，可改善机体的胰岛素抗药性和动脉硬化症状。有研究显示[5-6]，脂联素在人体细胞培养和检测中得到应用，通过对脂联素水平进行检测，可对2型糖尿病和冠心病的疾病发展趋势进行反映和预测，相关研究中对此观点也有所提及[7]，并证实了T-钙黏蛋白对表达1型糖尿病病灶周围心肌组织具有极其重要的作用，且其表达量与血清脂联素的水平成正比关系。在临床试验中主要用于抗糖尿病和动脉粥样硬化等疾病中，且取得了较好的应用价值。通过对相关医学文献和医学报道的查阅和研究[8]，发现TGF-β1作为二聚体性多肽生长因子中重要的一员，具有调节生长因子的作用，其三种异构体即：TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3在哺乳类动物中应用较为广泛，其中，应用最为广泛的就是TGF-β1。TGF-β1是机体内促纤维化最强的生长因子，可预测细胞的生长趋势和分化方式，并对细胞外基质沉淀具有潜在促进作用。

已有研究结果对糖尿病心肌病的病理特征进行证实[9]，并明确提出心肌间物质纤维化是糖尿病心肌病的主要病理特征。TGF-β1/Smads传导通路具有一定的活化性，这种活化性也是导致心肌细胞出现纤维化的重要影响因素。相关医学文献研究结果表明[10]，Smad-7的表达水平降低将会促进TGF-β通路的活化，并通过此种作用机制对TGF-β1受体的抑制性进行激活，逆转受体的激活性能。借助此种研究方式，最终得出的结论为Smad-7与TGF-β1通路的作用点均位于TGF-β1受体上，但造成此种现象的根本原因并不是TGF-β1的含量。还有学者对Smad-7的高表达情况进行研究，并以研究结果为依据，解释Smad-7高表达对抑制TGF-β1纤维化的内在联系。Smad-7的作用点在于其本身的复合物，因此，不会因Smad-7高表达导致TGF-β1的含量受到一定影响。

BMP-7是近年来医学实验中逐渐引用并发展起来的纤维化负性调节因子，作为TGF-β中的重要分支，BMP-7可借助对Smad-2和Smad-3的抑制作用，发挥其对TGF-β1通路的活化作用，同时，Smad-7对TGF-β1通路具有一定的抑制性，因此，可同时起到促纤维化作用。总而言之，Smad-3可对TGF-β1通路起到促活化作用，同时，Smad-7还可同时起到抑制通路活化、促纤维化的作用，可最大限度地实现通路活化抑制和抗纤维化增强。但从一方面来看，Smad-7并不是通过对TGF-β1通路的抑制以起到影响TGF-β1含量的作用，并且，TGF-β1含量与TGF-β1通路的抑制作用亦不是完全由BMP-7的抑制作用而实现的。TGF-β1/Smads通路的激活作用与细胞外基质的关系较大，可有效抑制细胞基质的缓解性，促进心肌间的纤维化作用。而高糖对TGF-β1/Smads通路的激活具有一定的促进性作用，可缓解促纤维化过程。

本研究结果显示，观察A组Smad-3、TGF-β1含量均高于对照组，且Smad-7及BMP-7含量低于对照组(P<0.05)；观察B组Smad-7及BMP-7的含量高于观察A组，Smad-3、TGF-β1含量低于观察A组(P<0.05)。本结果与相关研究结果具有一致性[11-12]，可以看出，脂联素和高糖干预的检测效果更具有临床研究价值，可为临床医疗工作的进一步发展奠定基础。

脂联素对高糖环境下心肌细胞中TGF-β1/Smads传导通路具有一定的影响作用，且可对心肌细胞形成一定的保护作用，TGF-β1/Smads的活化可能是导致此种现象的主要机制。通过脂联素对抗纤维因子的抑制性作用，可控制心肌细胞的纤维化作用，提高糖尿病心肌病病人的生存质量。

参考文献：

[1]王国贤，刘珊珊，李飞，等.α-硫辛酸对高糖环境下心肌成纤维细胞TGF-β1/Smads信号通路的影响[J].江苏大学学报：医学版，2013，23(2)：108-111.

[2]张晶，李兴，魏立静，等.脂联素对高糖环境下心肌细胞中TGF-β1/Smads通路的影响[J].中西医结合心脑血管病杂志，2013，11(4)：458-460.

[3]邓娟，孙娟，李伟.脂联素对高糖环境下胰岛细胞功能及腺苷酸活化激酶和胰岛素受体底物-1的影响[J].中国老年学杂志，2014，34(9)：2493-2496.

[4]黄敏，刍卫，吴小燕，等.脂联素对高糖环境下大鼠肾小管上皮细胞血管内皮生长因子表达的影响[J].临床肾脏病杂志，2014，14(4)：235-238.

[5]李彧，李亚东，华颖，等.姜黄素对转化生长因子-β1诱导大鼠肾小球系膜细胞增殖及Smads信号通路的影响[J].中国中医基础医学杂志，2013，19(8)：902-903.

[6]武帅，郭兆安，于春江，等.芪蛭降糖胶囊对糖尿病肾病大鼠肾组织BMP-7及TGF-β_1/smads信号传导通路的影响[J].中国中西医结合肾病杂志，2014，15(4)：297-301.

[7]李正红，盛梅笑，张旭，等.黄芪对高糖腹透液诱导大鼠腹膜间皮细胞EMT中TGF-β1/Smads信号通路的影响[J].南京中医药大学学报，2013，29(3)：227-232.

[8]姚涛，吴小燕，於文丽，等.球形脂联素抑制高糖环境下肾小管上皮细胞单核趋化蛋白-1的高表达[J].中华肾脏病杂志，2015，31(2)：145-149.

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[10]冯淬灵，刘治坤，侯雅静，等.芪蛭益肺颗粒药物血清对TGF-β1刺激下肺成纤维细胞Smad3、Smad4、Smad7 mRNA表达的影响[J].北京中医药大学学报，2014，37(1)：18-21.

[11]任漪，路明，王静，等.卡维地洛对异丙肾上腺素诱导的大鼠心肌重构中TGF-β/Smads信号传导通路的作用[J].基础医学与临床，2013，33(11)：1475-1479.

[12]张建伟，李培潮，苏东毅，等.基于转化生长因子-β/Smads信号传导通路研究鳖甲煎丸防治肝纤维化的作用机制[J].甘肃中医学院学报，2015，32(1)：6-9.

(本文编辑王雅洁)

中图分类号：R256.2R542.2

文献标识码：A

doi：10.3969/j.issn.1672-1349.2016.10.012

文章编号：1672-1349(2016)10-1095-03

(收稿日期：2015-12-09)