二甲双胍通过调节PPAR-γ信号抑制血管内皮细胞衰老的作用

摘要

目的 研究二甲双胍(metformin, Met)抑制血管内皮细胞衰老的作用与调控过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(peroxisome proliferator-activated receptor-γ,PPAR-γ)信号的作用。方法 C57BL/6J小鼠采用高糖高脂饲养联合低剂量链脲佐菌素(STZ,30 mg/kg)建立2型糖尿病(diabetes mellitus, DM)小鼠，造模成功后将小鼠随机分为Control组、Model组、Met组(250 mg/kg),灌胃给药8周并监测空腹血糖(fasting blood glucose, FBG)的变化，给药结束后通过麻醉后取血及胸主动脉组织，通过试剂盒检测小鼠血清中甘油三酯(triglycerides, TG)、总胆固醇(total cholesterol, T-CHO)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C)以及高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol, HDL-C)的水平，ELISA检测小鼠血清中白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的水平，Western blot检测小鼠胸主动脉PPAR-γ、P53以及P21蛋白的表达水平；体外实验采用高糖高脂(high glucose and high lipid, HG/PA)刺激人主动脉内皮细胞(human aortic endothelial cells, HAECs)建立血管内皮细胞衰老模型，采用CCK8检测HAECs细胞活力，2′,7′-二氢二氯荧光素二乙酸酯(2′,7′-dihydrodichlorofluorescein diacetate, DCFH-DA)为荧光探针检测细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平，ELISA检测细胞培养上清液中IL-6和TNF-α的分泌量，β-半乳糖苷酶染色检测细胞衰老水平，采用Met、PPAR-γ抑制剂GW9662或PPAR-γ激动剂罗格列酮作用HAECs后，通过Western blot检测PPAR-γ、P53以及P21蛋白的表达水平。结果 与Model组相比，Met组小鼠血清中FBG、TG、T-CHO和LDL-C水平降低(P<0.05),而HDL-C水平增加(P<0.05);ELISA结果显示，小鼠血清IL-6和TNF-α在Model组中增加(P<0.05),Met治疗后可逆转上述变化(P<0.05);Western blot结果显示，Model组小鼠胸主动脉中P53和P21蛋白表达水平升高(P<0.05),但PPAR-γ水平极低(P<0.05),Met给药后上述蛋白表达水平得到改善(P<0.05);CCK8结果显示，与Control组相比，HG/PA组中HAECs细胞活力降低(P<0.05),细胞内ROS水平增加(P<0.05),IL-6、TNF-α分泌量增加(P<0.05),衰老阳性细胞百分比增加(P<0.05);Met干预后能明显改善HG/PA诱导HAECs的上述变化(P<0.05),并且GW9662能逆转Met对PPAR-γ、P53以及P21蛋白表达的调控作用(P<0.05);而与罗格列酮组相比，Met组及Met与罗格列酮共孵育组对P53和P21蛋白的表达水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)。结论 Met对DM相关血管内皮细胞衰老具有明显改善作用，其作用机制与调控PPAR-γ信号密切相关。

关键词

二甲双胍 / 人主动脉内皮细胞 / 2型糖尿病 / 高糖高脂 / 衰老 / 过氧化物酶体增殖物激活受体