趙淑飛 許光輝 黃亦琦 戚歡陽 馬雪云 潘東明
糖尿病的發(fā)病率呈逐年上升趨勢,當前全球范圍內糖尿病患者已高達3.87億,預計這一數(shù)字到2030年會超過5億?,F(xiàn)在我國的糖尿病絕對患病人數(shù)居世界首位,糖尿病已經成為繼腫瘤、心腦血管病之后對人類健康構成嚴重危害的第三大疾病,闡明糖尿病發(fā)病機制、開發(fā)安全有效的治療藥物刻不容緩。研究表明[1-2]2型糖尿病患者胰島β細胞凋亡增高,胰島素分泌功能下降。因此,保護胰島β細胞分泌功能,減緩細胞凋亡,是抗糖尿病的關鍵,也是尋找抗糖尿病有效藥物的基礎。
家蠶治療消渴病歷史悠久,在傳統(tǒng)中藥的記載中關于家蠶治療消渴病的介紹,如《齊民要術》 《天工開物》 《神農本草》 《中國藥物》等對家蠶的藥用價值均有記載,主要用于治療小兒疳熱、消瘦、消渴。現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)[4-6]全蠶粉抑制血糖值的主要有效成分是1-脫氧野尻霉素和黃酮類化合物。全蠶粉[7]中含有三碘甲腺原氨酸(T3),蠶沙中果膠,以及全蠶粉中的蛋白質多肽、甾族激素、蠶素、蛻皮激素等物質[5,8],可能具有不同程度調節(jié)血糖的作用。本實驗中用家蠶醇提物(Silkworm alcohol Extract,SA) 作用于胰島β細胞,旨在研究其對胰島β細胞增殖、凋亡的影響。
1.1藥品與試劑 DMEM培養(yǎng)基(Hyclone公司);胎牛血清(Bi公司);CCK-8試劑盒(Keygentech公司);PI熒光染色試劑盒(Keygentech公司)。
1.2細胞株 小鼠胰島β細胞瘤MIN6細胞,采用DMEM高糖培養(yǎng)基,臨用前加青鏈霉素混合液、10%FBS。在37 °C,5%CO2條件下培養(yǎng)。
2.1SA的制備 采集5齡3天家蠶,凍干粉碎,70%乙醇提取,得到乙醇部位,與培養(yǎng)基配制成0.66 g/mL的混懸液,0.22 um水系濾膜過濾,備用。
2.2CCK-8法檢測SA對正常細胞增殖活性 取對數(shù)生長期的MIN6細胞,調整濃度為4×104,接種至96孔板中,加入細胞培養(yǎng)液以100μL/孔。培養(yǎng)24h細胞貼壁匯合,棄培養(yǎng)基,用細胞培養(yǎng)基稀釋SA,以每孔100μL的量加入細胞,終濃度設為0.25 mg/mL、0.5 mg/mL、1 mg/mL,每孔至少設3個重復孔,同時以不含SA的細胞作為空白對照組,培養(yǎng)12 h,每孔10μL的CCK-8溶液,37°C培養(yǎng)箱孵育4 h,酶標儀檢測OD值,波長為450 nm。實驗重復3次。
2.3H2O2誘導MIN6細胞損傷模型實驗方法同2.2,MIN6細胞培養(yǎng)24 h貼壁后,H2O2終濃度設為0、220、440、660、880μmol/L,至少設3個重復孔,培養(yǎng)12 h,按CCK-8試劑盒操作方法測OD值,計算細胞存活率。實驗重復3次。
2.4CCK-8法檢測SA對H2O2損傷細胞的作用 實驗方法同2.2,MIN6細胞加家蠶醇提物預培養(yǎng)12 h,設5個分組:空白組、模型組、440μmol/L H2O2+0.25 mg/mL SA組、440μmol/L H2O2+0.5 mg/mL SA組、440μmol/L H2O2+1 mg/mL SA組。至少設3個重復孔,培養(yǎng)12 h,按CCK-8試劑盒操作方法測OD值。實驗重復3次。
2.5流式細胞儀檢測細胞凋亡 取生長狀態(tài)好的MIN6細胞,按照常規(guī)傳代方法制成單細胞懸液接種于10 cm2培養(yǎng)皿,約1×105/mL,每瓶加DMEM完全培養(yǎng)液10 mL,培養(yǎng)24 h細胞貼壁后,棄原培養(yǎng)液,磷酸鹽緩沖液(PBS) 洗2次,培養(yǎng)基稀釋成2.2所示的濃度,培養(yǎng)細胞24 h,同時設空白對照組;細胞密度106/mL,用0.02%胰酶進行常規(guī)消化2 min,含血清的培養(yǎng)液終止消化,吹打均勻,細胞懸液離心(5 min、800 rpm),棄上清,加7 mL PBS重懸細胞,制成單細胞懸液,離心;棄上清,加70%乙醇固定,與4°C冰箱過夜。棄去乙醇,加PBS至1 mL,離心;加入PBS 300μL重懸細胞沉淀,加入RNaseA(終濃度20 ug/mL) 0.6μL,37°C作用30 min;向300μL細胞懸液中,加入PI(1 mg/mL)10μL,置于4°C冰箱,避光染色30 min,即可上機檢測。2.6統(tǒng)計學方法 采用SPSS 20.0軟件包進行統(tǒng)計學分析,結果采用均數(shù)±標準差(x±s)表示。對于各組之間的差異采用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
3.1SA對正常MIN6細胞的作用 用CCK-8法檢測SA對MIN6細胞增殖活性的影響,結果如表1所示。不同濃度SA作用于MIN6細胞12 h,與對照組相比,0.5 mg/mL和1 mg/mL SA組MIN6細胞活性升高,且呈濃度依賴性(P<0.05)。
表1 不同濃度SA作用后胰島MIN6細胞的增殖活性?。▁±s)
3.2H2O2誘導MIN6細胞損傷模型 不同濃度H2O2誘導MIN6細胞損傷結果如表2所示。不同濃度H2O2作用于MIN6細胞12 h后,對細胞造成不同程度的損傷。濃度為440μmol/L H2O2培養(yǎng)細胞12 h后,計算細胞存活率(給藥組/空白組×100%),存活率為60%(P<0.05),為最佳造模濃度。
表2 不同濃度H2O2誘導MIN6細胞損傷?。▁±s)
3.3SA對H2O2損傷MIN6細胞的作用 SA對H2O2損傷MIN6細胞的作用,結果如表3所示。不同濃度SA+440μmol/L H2O2作用于MIN6細胞12 h后,440μmol/LH2O2+0.5 mg/mL SA組和440μmol/L H2O2+1 mg/mL SA組與模型組相比對MIN6細胞有保護作用(P<0.05)。0.25 mg/mL+H2O2SA組與模型組相比,差異無統(tǒng)計學意義。
表3 不同濃度SA對H2O2損傷MIN6細胞的保護作用 (x±s)
3.4SA對MIN6細胞凋亡的影響 流式細胞儀檢測細胞凋亡結果顯示,與對照組比較,0.5 mg/mL和1 mg/mL SA組MIN6細胞凋亡率呈減少趨勢(P<0.05);0.25 mg/mLSA組與正常組比較差異無統(tǒng)計學意義。結果見表4。
表4 不同濃度SA作用后胰島MIN6細胞的凋亡率?。▁±s)
胰島β細胞在糖尿病的發(fā)生發(fā)展中起著十分重要的作用[9],胰島β細胞功能損害是糖尿病的主要病理機制之一。盡管胰島素抵抗是2型糖尿病發(fā)病的始動因素,但β細胞功能受損是2型糖尿病的決定因素[10]。本實驗用不同濃度的SA(0、0.25、0.5、1 mg/mL) 干預胰島 MIN6細胞12 h,發(fā)現(xiàn)與對照組比較,0.5 mg/mL和1 mg/mL SA組MIN6細胞增殖活性增高(P<0.05),細胞凋亡率減低(P<0.05),且呈劑量依賴性;440μmol/L H2O2誘導MIN 6細胞損傷12 h,細胞存活率為60%,為最佳造模濃度。0.5 mg/mL和1 mg/mL SA對H2O2誘導MIN 6細胞損傷有保護作用。
本實驗結果提示適宜劑量的SA可以通過促進胰島β細胞增殖,抑制其凋亡,進而改善胰島β細胞功能,對糖尿病的防治有積極作用;此實驗探討了SA對胰島β細胞的影響,其機制正在進一步研究中,考慮與AKT及其下游信號傳導通路有關。因此,進一步探討SA的作用機制及臨床療效,對中西醫(yī)聯(lián)合治療糖尿病有著重要意義。
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