張 軍,谷 翔,黃問(wèn)銀,張普華,于 歡,殷嫦嫦,王麗麗,毛衛(wèi)未
(1.南昌大學(xué)研究生院醫(yī)學(xué)部,江西 南昌 330006;2.九江學(xué)院附屬醫(yī)院心內(nèi)科,江西 九江 332000;3. 九江學(xué)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,江西 九江 332000)
胰高血糖素樣肽-1對(duì)AGEs誘導(dǎo)H9C2心肌細(xì)胞自噬的影響
張 軍1,2,谷 翔1,2,黃問(wèn)銀2,張普華2,于 歡3,殷嫦嫦3,王麗麗3,毛衛(wèi)未2
(1.南昌大學(xué)研究生院醫(yī)學(xué)部,江西 南昌 330006;2.九江學(xué)院附屬醫(yī)院心內(nèi)科,江西 九江 332000;3. 九江學(xué)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,江西 九江 332000)
目的 觀察胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)對(duì)晚期糖基化終產(chǎn)物(AGEs)誘導(dǎo)H9C2心肌細(xì)胞自噬(Autophagy)的影響,初步探討GLP-1心肌細(xì)胞保護(hù)作用與自噬活性關(guān)系。方法 將傳代培養(yǎng)H9C2心肌細(xì)胞隨機(jī)分4組:① Control組:加入0.9%生理鹽水;② AGEs組:加入100 mg·L-1AGEs;③ AGEs+GLP-1組:同時(shí)加入100 mg·L-1AGEs和10 nmol·L-1GLP-1;④ AGEs+GLP-1+Rapamycin組:同時(shí)加入100 mg·L-1AGEs、10 nmol·L-1GLP-1及5 μmol·L-1Rapamycin(自噬誘導(dǎo)劑)。各組在經(jīng)上述預(yù)處理24 h后,分別用CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞存活率Hoechst 33258試劑盒檢測(cè)細(xì)胞的凋亡率,DCFH-DA熒光探針檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)水平,流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞自噬溶酶體形成,Western blot法檢測(cè)自噬相關(guān)蛋白(LC3Ⅱ, Beclin-1)表達(dá)。結(jié)果 ① 與Control組相比,AGEs組細(xì)胞生存率明顯減少,細(xì)胞內(nèi)ROS水平明顯增高,細(xì)胞自噬溶酶體水平及自噬相關(guān)蛋白(LC3Ⅱ、 Beclin-1)表達(dá)均明顯增加;② 與AGEs組相比,AGEs+GLP-1組細(xì)胞生存率明顯增高,細(xì)胞內(nèi)ROS水平、細(xì)胞自噬溶酶體水平及自噬相關(guān)蛋白(LC3Ⅱ、Beclin-1)表達(dá)均明顯下降;③ 與AGEs組相比,AGEs+GLP-1+rapamycin組中細(xì)胞內(nèi)ROS水平降低,而細(xì)胞生存率、細(xì)胞自噬溶酶體水平及自噬相關(guān)蛋白(LC3Ⅱ、 Beclin-1)表達(dá)未見(jiàn)差異。結(jié)論 ① AGEs可導(dǎo)致H9C2心肌細(xì)胞內(nèi)ROS升高,誘導(dǎo)細(xì)胞損傷并激活細(xì)胞自噬;② GLP-1對(duì)AGEs誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用,其保護(hù)機(jī)制可能與抑制細(xì)胞自噬活性有關(guān)。
胰高血糖素樣肽素-1;糖基化終產(chǎn)物; H9C2心肌細(xì)胞;自噬;活性氧;細(xì)胞保護(hù)
晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products,AGEs)是過(guò)量糖與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸之間經(jīng)非酶糖基化反應(yīng)的終末產(chǎn)物,可通過(guò)誘導(dǎo)活性氧(ROS)、細(xì)胞凋亡及炎性反應(yīng)等導(dǎo)致細(xì)胞損傷或死亡,在糖尿病心肌病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用[1]。最近研究發(fā)現(xiàn),自噬作為糖尿病心肌病的新穎發(fā)病機(jī)制,在調(diào)節(jié)AGEs誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡、ROS誘導(dǎo)的糖尿病心肌損傷等方面的作用引起關(guān)注[2-3],有望成為糖尿病心肌病治療的潛在靶向機(jī)制。
胰高血糖素樣肽(glucagon-like peptide-1,GLP-1)是機(jī)體中一種具有“腸促胰素效應(yīng)”的腸源性激素,在發(fā)揮綜合降糖作用外,還可影響糖尿病心肌病的多種發(fā)病機(jī)制,其中包括緩解糖尿病心肌內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、減少高糖誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡等[4-5]。此外,GLP-1還可通過(guò)抑制自噬保護(hù)高糖誘導(dǎo)的人腎小管上皮細(xì)胞損傷[6],通過(guò)減少氧化應(yīng)激改善冠脈血管內(nèi)皮損傷[7],以及減少急性心肌梗死面積及心梗后心肌重構(gòu)等[8],這些研究結(jié)果提示GLP-1在糖尿病心肌病中的作用及機(jī)制值得進(jìn)一步探究。本研究通過(guò)觀察GLP-1對(duì)AGEs誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞ROS及自噬影響,初步探討自噬在GLP-1糖尿病心肌損傷中的保護(hù)作用及潛在機(jī)制。
1.1 主要材料 H9C2大鼠心肌細(xì)胞株由南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室細(xì)胞庫(kù)惠贈(zèng)。AGEs (121800,Calbiochem公司,美國(guó)),DMEM-F12培養(yǎng)基(Hyclone公司,美國(guó)),胎牛血清(BI公司,以色列),GLP-1(Sigma公司,美國(guó)),活性氧檢測(cè)試劑盒、細(xì)胞計(jì)數(shù)CCK- 8試劑盒(碧云天生物技術(shù)研究所,中國(guó)),兔抗老鼠GAPDH(10494-1-AP)多克隆抗體(Peprotech公司,美國(guó)),LC-3B(#3868) 、Beclin1(#3495)(CST公司,美國(guó)),吖啶橙(索萊寶公司,中國(guó))。
1.2 方法
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng) H9C2細(xì)胞株復(fù)蘇后,接種于15% 胎牛血清DMEM-F12培養(yǎng)液中,在37 ℃、5% CO2、飽和濕度培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在細(xì)胞貼壁80%時(shí),用0.25%胰酶消化,取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞并接種于6孔板中,分別加入0.9%生理鹽水、100 mg·L-1AGEs、100 mg·L-1+10 nmol·L-1GLP-1、100 mg·L-1+10 nmol·L-1GLP-1+5 μmol·L-1rapamycin,并在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)。
1.2.2 CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞成活率 按照CCK- 8試劑盒說(shuō)明書(shū)操作流程,取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞,以2×107·L-1細(xì)胞濃度接種于96孔板中,在37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2 h后,用酶標(biāo)儀(Elx800,BioTek,美國(guó))記錄450 nm波長(zhǎng)處的吸光度。取4孔光密度(optical density,OD)的平均值,按下列公式計(jì)算細(xì)胞存活率:生存率/%=(OD處理組-OD空白組)/(OD對(duì)照組-OD空白組)×100%。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
1.2.3 Hoechst 33258核染色法檢測(cè)心肌細(xì)胞凋亡 H9C2心肌細(xì)胞經(jīng)不同因素處理后,小心棄去培養(yǎng)基,PBS洗1遍,4%多聚甲醛固定10 min,PBS漂洗后,加入5 mg·L-1Hoechst 33258試劑,室溫輕搖30 min。在熒光顯微鏡(BX50-FLA,Olympus,Japan)下攝片,染色質(zhì)均勻分布,核被染成均勻藍(lán)色的細(xì)胞認(rèn)為是正常細(xì)胞,核呈濃縮、碎裂的明亮藍(lán)色細(xì)胞認(rèn)為是凋亡細(xì)胞,隨機(jī)選取視野在熒光顯微鏡下攝片。
1.2.4 DCFH-DA熒光探針檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ROS水平 根據(jù)活性氧試劑盒操作流程,標(biāo)本用10 μmol·L-1DCFH-DA 染液于37 ℃孵育20 min。在熒光顯微鏡下隨機(jī)選取5個(gè)不重復(fù)區(qū)攝片,用 Image J 1.410軟件分析4個(gè)視野綠色熒光強(qiáng)度的平均值,再對(duì)每組的各樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
1.2.5 流式細(xì)胞儀檢測(cè)自噬溶酶體水平 收集H9C2 細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS洗1次,1 000 r·min-1離心5 min后,加入已配制好的等體積吖啶橙(Acridine orange,AO)染色液,冰上染色10~15 min,樣品在1h內(nèi)用流式細(xì)胞儀(BD FACSCalibur,美國(guó))檢測(cè)細(xì)胞自噬溶酶體水平(激發(fā)光488 nm)。
1.2.6 Western blot測(cè)定自噬相關(guān)蛋白表達(dá) 收集H9C2細(xì)胞,用預(yù)冷的PBS洗滌3次,RIPA全細(xì)胞裂解液冰上裂解30 min,離心取上清,BCA法進(jìn)行蛋白定量。每孔蛋白上樣量30 μg在0.1聚丙烯酰胺凝膠(SDS-PAGE)中進(jìn)行電泳70 V,電泳15~20 min,待指示劑到濃縮膠與分離膠交界處后,改為120 V繼續(xù)電泳,直至溴酚藍(lán)完全到凝膠底部停止電泳。置于電轉(zhuǎn)液中,在250 mA恒定電流下將蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。50 g·L-1脫脂奶粉封閉1 h,LC3B、Beclin1一抗(1 ∶1 000稀釋)4 ℃孵育過(guò)夜,TBST洗膜3次。二抗室溫孵育1 h,漂洗3次,ECL顯色。用ECL 檢測(cè)液發(fā)光顯影定影后,用Image J軟件進(jìn)行灰度分析。
2.1 GLP-1減少AGEs誘導(dǎo) H9C2心肌細(xì)胞損傷
2.1.1 各組細(xì)胞形態(tài)學(xué)特征 在倒置顯微鏡下,各組細(xì)胞形態(tài)學(xué)特征表現(xiàn)為:Control組細(xì)胞呈梭形,排列規(guī)整,大小均一,胞核、胞質(zhì)境界清楚;AGEs組細(xì)胞大小不規(guī)則,一些胞體變圓、皺縮,胞核增大,胞質(zhì)有空泡出現(xiàn);AGEs+GLP-1組細(xì)胞大小較為均一,形態(tài)趨向正常,細(xì)胞皺縮變形和胞質(zhì)空泡化減少;與AGEs+GLP-1組相比,AGEs+GLP-1+rapamycin組細(xì)胞形態(tài)學(xué)損傷較為嚴(yán)重(Fig 1)。
Fig 1 Cellular morphology observation(×400)
A:Control;B:AGEs;C:AGEs+GLP-1;D:AGEs+GLP-1+Rapamycin
2.1.2 各組細(xì)胞生存率檢測(cè)結(jié)果 CCK-8法檢測(cè)各組細(xì)胞存活率結(jié)果顯示,與Control組相比,AGEs 組細(xì)胞生存率明顯減低(70.16±1.98vs93.37±3.66,P<0.01);AGEs+GLP-1組較AGEs組明顯提高細(xì)胞生存率(80.66±1.78vs70.16±1.98,P<0.05)。見(jiàn)Tab 1。
GroupCellviability%ofcontrol(x±sdeviations)Normalcontrol93.37±3.73100mg·L-1AGEs70.16±1.98##100mg·L-1AGEs+10nmol·L-1GLP-180.66±1.78*100mg·L-1AGEs+10nmol·L-1GLP-1+5μmol·L-1rapamy-cin71.58±3.36
##P<0.01vscontrol;*P<0.05vs100 mg·L-1AGEs group.
2.1.3 各組細(xì)胞凋亡率檢測(cè)結(jié)果 Hoechst 33258核染色檢測(cè)結(jié)果顯示,與Control比較,100 mg·L-1AGEs處理H9C2心肌細(xì)胞24 h能使H9C2細(xì)胞凋亡率明顯增加;與100 mg·L-1AGEs組損傷相比100 mg·L-1AGEs+10 nmol·L-1GLP+5 μmol·L-1Rapamycin與100 mg·L-1AGEs組對(duì)比,細(xì)胞凋亡率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)Fig 2。
A:Control;B:AGEs;C:AGEs+GLP-1;D:AGEs+GLP-1+Rapamycin.##P<0.01vscontrol;*P<0.05vsAGEs group.
2.2 GLP-1降低AGEs誘導(dǎo)H9C2心肌細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)物 運(yùn)用熒光探針DCFH-DA對(duì)各組心肌細(xì)胞內(nèi)ROS進(jìn)行標(biāo)記,用Image J 1.410軟件分析熒光強(qiáng)度結(jié)果顯示(Fig 3),AGEs組熒光強(qiáng)度明顯高于Control組(P<0.01);與AGEs組相比,AGEs+GLP-1組熒光強(qiáng)度明顯減弱(P<0.05);以上結(jié)果提示,AGEs可導(dǎo)致H9C2心肌細(xì)胞內(nèi)ROS升高,GLP-1干預(yù)后可明顯降低AGEs誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)物。
Fig 3 Effect of GLP-1 on AGEs-induced
A:Control;B:AGEs;C:AGEs+GLP-1;D:AGEs+GLP-1+Rapamycin.##P<0.0 1vscontrol;*P<0.05vs100 mg·L-1AGEs group.
2.3 GLP-1抑制AGEs誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞自噬
2.3.1 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞自噬溶酶體水平結(jié)果 A為正常Control組;B為AGEs組;C為AGEs+GLP-1組,D為AGEs+GLP-1+Rapamycin組。運(yùn)用吖啶橙(Acridine orange, AO)對(duì)細(xì)胞內(nèi)酸性囊泡細(xì)胞器(包括自噬溶酶體)進(jìn)行染色標(biāo)記,經(jīng)流式細(xì)胞儀檢測(cè)AO熒光強(qiáng)度結(jié)果顯示(Fig 4),AGEs組平均熒光強(qiáng)度明顯高于Control組(3 302.03±9.84vs162.05±3.20,P<0.01);在經(jīng)GLP-1干預(yù)后顯示,AGEs+GLP-1組平均熒光強(qiáng)度較AGEs組明顯減低(2 756.67±3.84vs3 302.03±9.84,P<0.05);用Rapamycin進(jìn)一步干預(yù)后,AGEs+GLP-1+Rapamycin組平均熒光強(qiáng)度與AGEs組差異無(wú)顯著性(3 206±8.80vs3 302.03±9.84,P>0.05)。上述結(jié)果提示,GLP-1可明顯減少細(xì)胞自噬溶酶體水平,Rapamycin干預(yù)后可削弱GLP-1對(duì)細(xì)胞自噬溶酶體作用效果。
Fig 4 Effect of GLP-1 on AGEs-induced
A:Control;B:AGEs;C:AGEs+GLP-1;D:AGEs+GLP-1+Rapamycin.
2.3.2 Western blot法檢測(cè)自噬相關(guān)蛋白表達(dá)結(jié)果 運(yùn)用免疫印跡方法分別檢測(cè)50、100、200 mg·L-1濃度AGEs對(duì)H9C2心肌細(xì)胞LC3Ⅱ、Beclin1蛋白表達(dá)影響。結(jié)果顯示,隨著AGEs濃度升高,LC3Ⅱ、Beclin1蛋白表達(dá)逐步增強(qiáng),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果選用100 mg·L-1AGEs作為最適宜自噬激活濃度。與Control組相比,AGEs組中LC3Ⅱ、Beclin1表達(dá)均明顯增高(P<0.05),表明AGEs可明顯激活自噬,該結(jié)果與流式細(xì)胞檢測(cè)結(jié)果基本一致;在經(jīng)GLP-1干預(yù)后,自噬相關(guān)蛋白表達(dá)均明顯降低(AGEs+GLP-1組vsAGEs組,P<0.05)(Fig 5),提示GLP-1可能具有抑制自噬作用。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證GLP-1通過(guò)抑制細(xì)胞自噬產(chǎn)生心肌損傷保護(hù)作用,本研究運(yùn)用自噬誘導(dǎo)劑rapamycin對(duì)GLP-1作用進(jìn)行干預(yù),結(jié)果顯示,rapamycin可明顯削弱GLP-1對(duì)自噬相關(guān)蛋白表達(dá)的影響(AGEs+GLP-1+Rapamycin組vsAGEs組,P>0.05)。因此,結(jié)合rapamycin對(duì)細(xì)胞損傷和細(xì)胞內(nèi)ROS影響(Fig 1、Tab 1、Fig 2、Fig 3),本結(jié)果提示,GLP-1可通過(guò)抑制自噬保護(hù)AGEs誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞損傷。
Fig 5 Effect of GLP-1 on the autophagy LC3BⅡ,
A:Control;B:AGEs;C:AGEs+GLP-1;D:AGEs+GLP-1+Rapamycin.#P<0.05vscontrol;*P<0.05vsAGEs group
糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy, DCM )是一種由多重致病機(jī)制共同參與的心肌疾病,其中,AGEs在DCM發(fā)病進(jìn)程中的作用尤為關(guān)鍵[9-10]。AGEs可通過(guò)兩種途徑參與DCM致病過(guò)程:① 直接導(dǎo)致膠原蛋白分子交聯(lián),抑制膠原蛋白降解,進(jìn)而增加心肌間質(zhì)纖維化;② 與其受體RAGE結(jié)合,誘導(dǎo)ROS形成、炎性反應(yīng),進(jìn)而激活一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑導(dǎo)致心肌細(xì)胞損傷[1,11]。最近研究發(fā)現(xiàn),AGEs還可通過(guò)與RAGE結(jié)合,抑制PI3K/AKT/mTOR途徑從而激活自噬引起心肌細(xì)胞損傷[12]。因此,自噬在AGEs誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷過(guò)程中的調(diào)節(jié)作用值得深入探討。
GLP-1是由腸道L型細(xì)胞分泌的一種腸促胰島素(incretin),通過(guò)促進(jìn)胰島細(xì)胞增殖、胰島素分泌,抑制胰島細(xì)胞凋亡、胰高血糖素分泌,發(fā)揮綜合降血糖的生物學(xué)功效。在內(nèi)皮細(xì)胞、胰島細(xì)胞等研究中發(fā)現(xiàn),GLP-1還可通過(guò)降低RAGE表達(dá)、減少ROS形成或抑制細(xì)胞凋亡,發(fā)揮抗AGEs誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷作用[13-15]。 最近研究也證實(shí),AGEs可誘導(dǎo)RAGE受體表達(dá),而GLP-1可抑制RAGE表達(dá)及細(xì)胞凋亡,進(jìn)而提高心肌細(xì)胞存活率[16-17]。上述研究結(jié)果表明,GLP-1對(duì)AGEs誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷保護(hù)機(jī)制,可能與減少ROS形成、降低RAGE表達(dá)及抑制細(xì)胞凋亡有關(guān)。
本研究結(jié)果顯示,AGEs可明顯誘導(dǎo)H9C2心肌細(xì)胞損傷,主要表現(xiàn)為:與Control組相比,AGEs組出現(xiàn)胞體變形、胞核增大、胞質(zhì)見(jiàn)空泡等細(xì)胞形態(tài)學(xué)損傷;細(xì)胞生存率檢測(cè)結(jié)果也顯現(xiàn)較低水平。結(jié)合ROS檢測(cè)結(jié)果分析,AGEs 組中細(xì)胞內(nèi)ROS升高可能與AGEs誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷有關(guān),且其損傷程度隨AGEs濃度升高而增加。在經(jīng)GLP-1干預(yù)后顯示,GLP-1可明顯降低由AGE誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)ROS形成,并有效改善細(xì)胞損傷。以上結(jié)果表明,GLP-1可能通過(guò)減少細(xì)胞內(nèi)ROS形成而發(fā)揮抗AGEs誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞損傷作用。
AGEs是誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)ROS升高的重要原因之一[18],ROS異常升高除直接通過(guò)氧化反應(yīng)造成細(xì)胞DNA、蛋白質(zhì)損傷外,還可作為信號(hào)分子激活細(xì)胞內(nèi)多種應(yīng)激敏感信號(hào)通路,包括自噬信號(hào)通路。研究表明,在氧化應(yīng)激狀態(tài)下,ROS升高可通過(guò)多種分子信號(hào)通路誘導(dǎo)自噬發(fā)生,而自噬激活后也可通過(guò)線粒體自噬、分子伴侶自噬(CMA)等途徑來(lái)降低ROS水平[19]。目前認(rèn)為,ROS與自噬之間這種負(fù)向反饋機(jī)制一般發(fā)生在ROS輕微升高情況下,是機(jī)體應(yīng)對(duì)氧化應(yīng)激的一種代償調(diào)節(jié)機(jī)制;而當(dāng)ROS過(guò)多增高時(shí),自噬會(huì)被過(guò)度激活,ROS與自噬之間將形成正向反饋調(diào)節(jié),誘導(dǎo)細(xì)胞進(jìn)入自噬型細(xì)胞死亡[20-22]。從本研究結(jié)果分析,AGEs誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷、ROS升高及自噬活性上調(diào),在經(jīng)GLP-1干預(yù)后出現(xiàn)明顯緩解或下降,推測(cè)GLP-1可能通過(guò)減少ROS形成,將ROS與自噬之間正向反饋關(guān)系轉(zhuǎn)變成負(fù)向反饋,從而減少由正向反饋帶來(lái)的不良后果。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證GLP-1心肌保護(hù)作用與自噬活性關(guān)系,本研究運(yùn)用自噬誘導(dǎo)劑rapamycin干預(yù)發(fā)現(xiàn),rapamycin在不影響ROS水平情況下,可明顯削弱GLP-1對(duì)AGEs誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷保護(hù)作用,并有效地干擾了GLP-1對(duì)自噬溶酶體形成及自噬相關(guān)蛋白表達(dá)影響。上述結(jié)果提示,在AGEs環(huán)境下,GLP-1心肌保護(hù)作用與自噬抑制存在一定關(guān)聯(lián),其保護(hù)機(jī)制除了涉及ROS介導(dǎo)的自噬外,可能還存在其他自噬調(diào)節(jié)途徑。因此,從本研究結(jié)果分析,GLP-1對(duì)AGEs誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用,其保護(hù)機(jī)制可能部分通過(guò)抑制ROS介導(dǎo)的自噬來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(致謝:本實(shí)驗(yàn)于九江學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。本實(shí)驗(yàn)主要參與人谷翔、殷嫦嫦、李衛(wèi)東老師給予課題設(shè)計(jì)及修改;黃問(wèn)銀、王麗麗老師給予實(shí)驗(yàn)技術(shù)指導(dǎo);張普華、管高鵬、陳文杰同學(xué)給予具體實(shí)驗(yàn)上的幫助。)
[1] Bugger H, Abel E D. Molecular mechanisms of diabetic cardiomyopathy[J].Diabetologia,2014,57(4): 660-71.
[2] Hu P F, Zhou H,Lu M, et al. Autophagy plays a protective role in advanced glycation end product-induced apoptosis in cardiomyocytes[J].CellPhysiolBiochem,2015,37(2): 697-706.
[3] Kobayashi S, Liang Q. Autophagy and mitophagy in diabetic cardiomyopathy[J].BiochimBiophysActa,2015,1852(2): 252-61.
[4] Liu J, Liu Y, Chen L, et al. Glucagon-like peptide-1 analog liraglutide protects against diabetic cardiomyopathy by the inhibition of the endoplasmic reticulum stress pathway[J].JDiabetesRes,2013,2013:630537.
[5] Younce C W, Burmeister M A, Ayala J E. Exendin-4 attenuates high glucose-induced cardiomyocyte apoptosis via inhibition of endoplasmic reticulum stress and activation of SERCA2a[J].AmJPhysiolCellPhysiol,2013,304(6): C508-18.
[6] Zhao X, Liu G, Shen H, et al. Liraglutide inhibits autophagy and apoptosis induced by high glucose through GLP-1R in renal tubular epithelial cells[J].IntJMolMed,2015,35(3): 684-92.
[7] Wang D, Luo P, Wang Y, et al. Glucagon-like peptide-1 protects against cardiacmicrovascular injury in diabetes via a cAMP/PKA/Rho-dependent mechanism[J].Diabetes,2013,62(5):1697-708.
[8] Yin M, Westenbrink B D, Meissner M, et al. Variable effects of anti-diabetic drugs in animal models of myocardial ischemia and remodeling: a translational perspective for the cardiologist. Int[J].JCardiol,2013,169(6): 385-93.
[9] Singh V P, Bali A, Singh N, Jaggi A S. Advanced glycation end products and diabetic complications[J].KoreanJPhysiolPharmacol,2014,18(1):1-14.
[10]Ramasamy R, Yan S F,Schmidt A M. Receptor for AGE (RAGE): signaling mechanisms in the pathogenesis of diabetes and its complications[J].AnnNewYorkAcadSci,2011,1243:88-102.
[11]Bodiga V L, Eda S R, Bodiga S. Advanced glycation end products: role in pathology of diabetic cardiomyopathy[J].HeartFailRev,2014,19:49-63.
[12]Hou X W,Hu Z H, Xu H Y,et al. Advanced glycation end products trigger autophagy in cardiomyocyte Via RAGE/PI3K/AKT/mTOR pathway[J].CardiovascDiabetol,2014,13:78.
[13]Ishibashi Y,Matsui T,Takeuchi M,Yamagishi S I. Glucagon-like peptide-1(GLP-1) inhibits advanced glycation end product(AGE)-induced up-regulation of VCAM-1 mRNA levels in endothelial cells by suppressing AGE receptor(RAGE) expression[J].BiochemBiophysResCommun,2010,391(3):1405-8.
[14]Puddu A,Storace D,Durante A,et al.Glucagon-like peptide-1 counteracts the detrimental effects of advanced glycation end-products in the pancreatic beta cell line HIT-T 15[J].BiochemBiophysResCommun,2010,398(3): 462-6.
[15]Zhan Y,Sun H L,Chen H, et al. Glucagon-like peptide-1(GLP-1) protects vascular endothelial cells against advanced glycation end products(AGEs)-induced apoptosis[J].MedSciMon,2012,18(7): BR286-91.
[16]Yi B, Hu X, Wen Z, et al. Exendin-4, a glucagon-like peptide-1 receptor agonist, inhibits hyperglycemia-induced apoptosis in myocytes by suppressing receptor for advanced glycation end products expression[J].ExpTherMed,2014,8:1185-90.
[17]張秋艷,唐 靈,王 艷,等.絞股藍(lán)皂苷對(duì)AGEs誘導(dǎo)下人腎小球系膜細(xì)胞中RAGE及轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1表達(dá)的影響[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2016,32(9):1301-6.
[17]Zhang Q Y,Tang L,Wang Y,et al.Effect of gypenosides on RAGE and TGF-β1expression in human mesangial cells induced by AGEs[J].ChinPharmacolBull,2016,32(9):1301-6.
[18]Panigrahy S K, Bhatt R, Kumar A. Reactive oxygen species: sources, consequences and targeted therapy in type 2 diabetes[J].JDrugTarget,2016,19:1-9.
[19]Li L, Tan J, Miao Y, et al. ROS and autophagy: interactions and molecular regulatory mechanisms[J].CellMolNeurobiol,2015,35(5):615-21.
[20]Zhang X, Yu L, Xu H. Lysosome calcium in ROS regulation of autophagy[J].Autophagy,2016,12(10):1954-5.
[21]Dadakhujaev S, Jung E J, Noh H S,et al.Interplay between autophagy and apoptosis in TrkA-induced cell death[J].Autophagy,2009,5(1):103-5.
[22]Morales C R, Pedrozo Z, Lavandero S, Hill J A. Oxidative stress and autophagy in cardiovascular homeostasis[J].AntioxidRedoxSignal,2014,20(3):507-18.
The protective effect of glucogon like peptide-1 on H9C2 cardimyocytes against AGEs-induced injury by inhibiting excessive autophagy
ZHANG Jun1,2,GU Xiang1,HUANG Wen-yin1,ZHANG Pu-hua1,YU Huan3,YIN Chang-chang3,WANG Li-li3,MAO Wei-wei1
(1.DeptofCardiology,AffiliatedHospitalofJiujiangUniversity,JiujangJiangxi332000,China; 2.MedicineGraduateSchool,NanchangUniversity,Nanchang330006,China;3.BasicMedicalCollegeofJiujangUniversity,JiujangJiangxi332000,China)
Aim To investigate the effect of glucogon like peptide-1 on H9C2 cardiomyocytes against AGEs-induced injury and potential protective mechanisms of autophagy.Methods Cultured H9C2 cardiomyocytes were respectively incubated with 0.9% NaCl,100 mg·L-1AGEs,100 mg·L-1AGEs+10 nmol·L-1GLP-1,100 mg·L-1AGEs+10 nmol·L-1GLP-1+5 μmol·L-1rapamycinfor 24 h. Intracellular ROS production was measured by DCFH-DA fluorescent probe.Cell viability was quantified by CCK-8 assay. Nucleus morphology was observed under fluorescence microscope after being incubated with Honchest 33258.The formations of autolysosomes were detected by flow cytometry using the PH-sensitive fluorescent dye acridine orange(OA). Western blot was applied to assess the expression of autophagy-associated protein including LC3Ⅱ, Beclin-1.Results AGEs impaired cell viability, increased intracellular ROS production, enhanced formation of autolysosomes and up-regulated expression of LC3Ⅱand Beclin-1; however, the effect were reversed remarkably by GLP-1. Furthermore, effect of GLP-1 was inhibited by rapamycin(autophagy agonist) in cell viability, amount of autolysosomes, and expression of autophagy-associated protein but not in intracellular ROS production.Conclusion GLP-1 may protect H9C2 cardiomyocytes against AGEs-induced injury partly by inhibiting excessive autophagy.
GLP-1;AGEs;H9C2 cardiomyocytes;Autophagy;ROS;myocardial preservation
時(shí)間:2017-3-4 11:50
http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20170304.1150.024.html
2016-10-24,
2016-12-05
國(guó)家自然科學(xué)(地區(qū))基金項(xiàng)目(No 81660152);江西省教育廳科技項(xiàng)目(No GJJ09350)
張 軍(1989-),男,碩士,醫(yī)師,研究方向:糖尿病心肌病發(fā)病機(jī)制,E-mail:15079265586@163.com; 谷 翔(1967-),男,博士,主任醫(yī)師,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向:糖尿病心肌病、心肌缺血/再灌注的發(fā)病機(jī)制,通訊作者,E-mail:eagle0094@163.com
10.3969/j.issn.1001-1978.2017.03.012
A
1001-1978(2017)03-0348-06
R329.24;R329.25;R329.411;R587.2;R977.6