LC3介导的细胞自噬通过靶向SIRT1促进糖尿病胃轻瘫发生

摘要

目的：糖尿病胃轻瘫(diabetic gastroparesis,DGP)是糖尿病的常见并发症，其发病机制复杂，尚未被完全阐明。本研究旨在探讨微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3)介导的细胞自噬是否通过靶向去乙酰化酶1(sirtuin 1,SIRT1)促进DGP进展。方法：采用35 mmol/L葡萄糖处理大鼠胃平滑肌细胞(gastric smooth muscle cells,GSMCs)以建立DGP模型，采用3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA)抑制自噬。检测细胞凋亡率、锥虫蓝阳性细胞率、细胞存活率、SIRT1、自噬标志物(LC3 II、LC3 I、Beclin-1、p62)、凋亡相关蛋白[B细胞淋巴瘤-2(B-celllymphoma-2, Bcl-2)、 Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2-associatedXprotein, Bax)、 cleaved及noncleaved caspase-3]的变化，通过免疫共沉淀验证LC3 II与SIRT1的相互作用。将6～8周龄SD大鼠随机分为正常组、阴性对照组、模型组及模型+3-MA组，每组6只，检测胃内色素残留率、肠道推进率、SIRT1及凋亡相关蛋白水平，采用原位末端转移酶标记法(terminal-deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP-biotin nick end labeling,TUNEL)染色检测胃组织中细胞凋亡水平。结果：高糖导致GSMCs凋亡率和锥虫蓝阳性细胞率升高，存活率降低；同时高糖也引起SIRT1、Bcl-2、p62水平均下调，LC3 II/LC3 I比值、Beclin-1、Bax及cleaved caspase-3水平均上调(均P<0.05);3-MA可逆转高糖对GSMCs的影响。在高糖处理且3-MA干预的GSMCs中，沉默SIRT1引起细胞凋亡率及锥虫蓝阳性细胞率升高，存活率降低；LC3 II/I比值、Beclin-1、Bax及cleaved caspase-3水平均显著升高，而SIRT1、Bcl-2、p62水平均显著降低(均P<0.05)。此外，高糖导致细胞核SIRT1水平降低(P<0.05)，并引起细胞质SIRT1上调(P<0.05),3-MA处理可逆转高糖对细胞核及细胞质SIRT1的影响。免疫共沉淀结果表明SIRT1可与LC3相互作用；干扰LC3-SIRT1相互作用引起细胞核SIRT1水平升高，并下调细胞质SIRT1水平。模型组大鼠的胃内色素残留率高于阴性对照组，肠道推进率低于阴性对照组；模型组胃组织TUNEL阳性细胞数显著高于阴性对照组；模型组Bax、cleaved caspase-3水平均高于阴性对照组，而SIRT1、Bcl-2水平均低于阴性对照组(均P<0.05);3-MA可逆转模型组表现。结论：高糖能以LC3 II依赖性方式下调SIRT1水平，继而诱导GSMCs凋亡，促进DGP进展。

关键词

糖尿病胃轻瘫 / 自噬 / 微管相关蛋白1轻链3 / 去乙酰化酶1 / 胃平滑肌细胞