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Effects of Rehmannia glutinosa oligosaccharides on proliferation of 3T3-L1 adipocytes and insulin resistance

地黄寡糖对3T3-L1脂肪细胞增殖及胰岛素抵抗的作用



全 文 :地黄寡糖对 3T3L1脂肪细胞增殖及
胰岛素抵抗的作用
郭晓农1,张汝学2,贾正平2,李茂星2,王 娟2
(1兰州大学 生命科学学院,甘肃 兰州730000;2兰州军区兰州总医院 全军药理基地,甘肃 兰州730050)
[摘要] 目的:探讨地黄寡糖对脂肪细胞增殖和胰岛素抵抗的影响。方法:培养3T3L1前脂肪细胞,用四甲基
偶氮唑盐(MTT)方法检测3T3L1前脂肪细胞及脂肪细胞的增殖情况,同时采用地塞米松诱导3T3L1脂肪细胞建立
胰岛素抵抗模型,检测地黄寡糖对细胞培养基中葡萄糖浓度的影响。结果:在DMEM高糖培养基中,地黄寡糖可促
进3T3L1前脂肪细胞增殖,抑制3T3L1脂肪细胞增殖,作用呈明显量效关系;使3T3L1前脂肪细胞及3T3L1脂肪
细胞葡萄糖消耗量增加,呈明显量效关系;地黄寡糖能明显增加胰岛素抵抗3T3L1脂肪细胞培养基中的葡萄糖消
耗量,增强对胰岛素的敏感性。结论:地黄寡糖可以促进前脂肪细胞的增殖,抑制脂肪细胞的增殖,地黄寡糖对地
塞米松诱导的3T3L1脂肪细胞胰岛素抵抗具有明显的改善作用。
[关键词] 地黄寡糖;3T3L1脂肪细胞;细胞增殖;胰岛素抵抗;细胞模型
[中图分类号]R2855 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2006)05040305
[收稿日期] 20050912
[基金项目] 国家自然科学基金资助项目(30472186);甘肃省
自然科学基金资助项目(3ZS051A25078)
[通讯作者] 贾正平,Tel:(0931)8975460,Fax:(0931)2662722,
Email:empriqqq@publiclzgscn
地黄 RehmanniaglutinosaLibosch是一味传统
中药,在中国用于治疗糖尿病已有数千年历史。地
黄寡糖(ROS)是地黄的主要成分之一,具有改善造
血、促进免疫、抗肿瘤等作用[13]。体内实验证明
ROS无论以腹腔注射或灌胃均可降低四氧嘧啶
(ALX)糖尿病大鼠的血糖[4,5],对去胸腺大鼠及老年
大鼠受损的糖代谢有改善作用[6,7]。由于成人糖尿
病以2型糖尿病为主(占90%以上),胰岛素抵抗为
2型糖尿病病理生理学的中心环节,作者采用地塞
米松诱导3T3L1脂肪细胞胰岛素抵抗细胞模型,研
究地黄寡糖对脂肪细胞增殖及胰岛素抵抗的药理作
用。
1 材料和方法
11 材料和试剂
地黄寡糖(兰州军区兰州总医院全军临床药理
基地提供,其中四聚糖占60%,三糖占20%,其余为
单糖或二糖);3T3L1前脂肪细胞购自中国医学科
学院基础研究所;地塞米松(Des)(批号123K11611),
胰岛素(Ins)(批号024K0988),3异丁基1甲基黄嘌
呤(批号 034K3734),含酚红 DMEM高糖培养基(批
号 123K83031),无酚红 DMEM高糖培养基(批号
074K8300),上述试剂均购自 Sigma公司;MTT(批号
1313B11)购自aMResco公司;优级新生小牛血清(批
号20031219)购自兰州民海生物工程有限公司;油红
O(批号 830120)购自上海化学试剂分装厂(Chroma
进口分装);马来酸罗格列酮片购自葛兰素史克(天
津)有限公司(批号04060055);葡萄糖临床检测试剂
盒,购自四川迈克公司(批号0305011)。
12 方法
121 3T3L1前脂肪细胞的培养和诱导分化 参
考AnilKumarKL[8]分化前脂肪细胞的方法,对细
胞进行分化:将3T3L1前脂肪细胞置于含10%小牛
血清的DMEM高糖培养基中,37℃,5% CO2饱和湿
度下培养。细胞状态良好时接种于培养板,待细胞
融合2d后,加含 05mmolL-13异丁基1甲基黄
嘌呤,025μmol·L
-1地塞米松,10μg·mL
-1胰岛素,
10%小牛血清的DMEM高糖培养基培养 48h,换以
含10μg·mL
-1胰岛素的培养基再培养48h,随后以
10%小牛血清的DMEM高糖培养基继续培养,2d换
培养液1次,诱导分化8~12d的3T3L1细胞,90%
以上呈脂肪细胞表型可用于试验。
122 油红O染色 移去诱导分化结束细胞的培
养基,用PBS洗3次,用10%甲醛室温下固定细胞1
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h,弃去固定液,PBS洗 3次,然后将细胞晾干 20
min;加入油红O溶液,室温下染色2h,弃去染色剂,
用异丙醇洗去未着色的染料,然后用苏木精复染细
胞核倒置显微下观察、照相。
123 MTT法测定 3T3L1前脂肪细胞和 3T3L1
脂肪细胞增殖 当接种于96孔板的3T3L1前脂肪
细胞及脂肪细胞达到约80%融合时,换以含不同浓
度地黄寡糖的培养基孵育 48h,用葡萄糖临床检测
试剂盒[9]测定培养基上清液中的葡萄糖含量,计算
每组细胞的葡萄糖消耗量,然后每孔加入 MTT(5mg
·mL-1)10μL继续孵育4h,将培养基倒尽,吸干,每
孔加入二甲基亚砜200μL,混匀后置酶标仪570nm
处测定吸光度,观察地黄寡糖对3T3L1前脂肪细胞
和脂肪细胞增殖的影响。
124 3T3L1脂肪细胞胰岛素抵抗细胞模型的建
立及药物处理 对分化好的细胞分组进行处理,加
1μmol·L
-1地塞米松诱导胰岛素抵抗,每2天换1次
液,取上清液,以培养基中的葡萄糖的消耗量反映胰
岛素抵抗的程度。葡萄糖含量用葡萄糖检测试剂盒
测定。在胰岛素抗性成立以后,设空白对照组、地塞
米松模型组、阳性对照组(罗格列酮,终含量为 34
μg·mL
-1),ROS处理组,终含量分别为 01,03,1,
3,10,30μg·mL
-1。上述各组分别不加胰岛素处理
和加胰岛素(10μmol·L
-1)处理。分别在药物处理
24,48,72,96h后检测培养基中葡萄糖含量。
13 统计学处理
各组实验数据均用珋x±s表示,采用 SPSS100
软件进行统计学处理,组间差异的显著性检验用 t
检验。
2 结果
21 3T3L1前脂肪细胞分化前及分化后形态学的
变化与比较
诱导分化前的3T3L1脂肪细胞呈典型的梭形,
胞浆中无脂滴,形态与成纤维细胞相似(图 1,2)。
当细胞完全汇合后,处于生长停滞,在多个视野下均
未见处于明显分裂相的细胞,诱导分化第4天时,细
胞变大、变圆,细胞中有脂滴出现,用油红 O染色后
脂滴着红色,细胞核着蓝色。诱导分化第8天时,有
较多的细胞出现双核;诱导分化第 12天时,90%的
3T3L1前脂肪细胞都分化为成熟的脂肪细胞,表现
为细胞浆丰富,含有大量的脂滴,脂滴分布于核周
围,形成“戒环样”结构,为典型的成熟脂肪细胞形
态,能观察到许多富含脂滴的脂肪细胞正在分裂成
为2个细胞,油红染色后脂滴着红色,细胞核着蓝
色(图3,4)。
图1 3T3L1脂肪细胞 图2 3T3L1脂肪细胞
分化前(×100) 分化前(×200)
图3 3T3L1脂肪细胞分化 图4 3T3L1脂肪细胞分化
第12天(×200) 第12天油红O染色后(×200)
22 地黄寡糖对前脂肪细胞和脂肪细胞增殖的影响
无论胰岛素存在与否,地黄寡糖对3T3L1前脂
肪细胞均具有促进增殖作用,地黄寡糖对3T3L1脂
肪细胞的增殖均具有抑制作用,在01~30μg·mL
-1
呈明显的量效关系。罗格列酮(34μg·mL
-1)对
3T3L1前脂肪细胞增殖呈抑制作用,与地黄寡糖
(30μg·mL
-1)作用相反;罗格列酮(34μg·mL
-1)
在不含胰岛素时对 3T3L1脂肪细胞增殖具有抑制
作用,罗格列酮(34μg·mL
-1)在含胰岛素时对3T3
L1脂肪细胞增殖具有促进作用(表1)。
23 地黄寡糖对前脂肪细胞和脂肪细胞葡萄糖消
耗的影响
对于3T3L1前脂肪细胞,罗格列酮只有在胰岛
素存在下才显示较好的促进葡萄糖消耗利用功能。
地黄寡糖在不含胰岛素时即有较好的促进葡萄糖利
用的作用,在01~30μg·mL
-1呈良好的量效关系;
地黄寡糖在胰岛素存在时亦有较好的促进葡萄糖消
耗的作用,但不如罗格列酮明显,此结果显示地黄寡
糖的作用与罗格列酮完全不同。无论胰岛素存在与
否,地黄寡糖对 3T3L1脂肪细胞,均有促进葡萄糖
消耗的作用,而罗格列酮仅在胰岛素存在时具有促
进葡萄糖消耗的作用(表2)。
24 地黄寡糖对脂肪细胞胰岛素抵抗的作用
在地塞米松作用下,模型组对胰岛素的敏感性
降低,对培养基中葡萄糖的摄取减少,说明造模成功
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表1 地黄寡糖对前脂肪细胞与脂肪细胞增殖(A570)的影响(珋x±s,n=6)
组别
剂量
/μg·mL
-1
前脂肪细胞 脂肪细胞
不含胰岛素 含胰岛素 不含胰岛素 含胰岛素
空白对照 0 059±009 073±005 191±008 174±015
罗格列酮 34 052±009 061±0121) 165±0123) 182±010
ROS 01 056±007 068±009 180±011 186±007
03 068±010 078±010 176±0051) 183±005
1 072±0041) 078±011 173±0071) 181±003
3 077±0042) 079±009 169±0082) 178±008
10 078±0102) 087±0041) 162±0033) 173±005
30 082±0113) 090±007 144±0073) 153±0072)
注:与空白对照组比较1)P<005,2)P<001,3)P<0001(表2同)
表2 地黄寡糖对前脂肪细胞与脂肪细胞葡萄糖量消耗的影响(珋x±s,n=6) mmol·L-1
组别
剂量
/μg·mL
-1
前脂肪细胞 脂肪细胞
不含胰岛素 含胰岛素10nmol·L-1 不含胰岛素 含胰岛素10nmol·L-1
空白对照 0 359±003 311±004 455±001 556±003
罗格列酮 34 301±004 389±0032) 309±0073) 581±002
ROS 01 443±0011) 330±003 490±001 575±003
03 450±0071) 338±004 495±001 577±002
1 453±0013) 344±005 497±001 582±002
3 473±0132) 336±007 546±0052) 593±0031)
10 512±0063) 328±042 553±0053) 593±0013)
30 577±0073) 339±003 572±0013) 601±0003)
(与空白组比较 P<0001)。加药处理24,48,72,96
h后分别测定各组培养基中的葡萄糖浓度,罗格列
酮组与地黄寡糖各剂量组均较胰岛素抵抗模型组有
降低,且随着时间的变化各组培养基中的葡萄糖浓
度逐渐降低,地黄寡糖不加胰岛素处理组在72h与
96h时01~30μg·mL
-1呈良好的量效关系(与地塞
米松模型组比较 P<0001);地黄寡糖加胰岛素处
理组在96h时01~30μg·mL
-1呈良好的量效关系
(与地塞米松模型组比较 P<0001),其最佳剂量为
10μg·mL
-1,且地黄寡糖加胰岛素组的作用与罗格
列酮非常接近(表3)。
3 讨论
表3 地黄寡糖对胰岛素抵抗3T3L1脂肪细胞培养基中葡萄糖消耗的影响(珋x±s,n=6)
组别
剂量
/μmol·L
-1
葡萄糖消耗量/mmol·L-1
24h 48h 72h 96h
空白对照 0 375±001 424±002 443±002 587±002
Dex模型 0 028±0041) 090±0061) 180±0021) 322±0021)
Dex+Ins 0 190±0032) 244±0052) 259±0032) 465±0012)
罗格列酮+Ins 34 305±0022) 320±0022) 369±0012) 537±0012)
ROS 01 186±0042) 244±0022) 260±0062) 467±0022)
03 185±0052) 250±0022) 270±0072) 469±0012)
1 199±0062) 236±0042) 274±0092) 481±0002)
3 206±0072) 253±0022) 279±0082) 497±0012)
10 219±0032) 249±0012) 327±0042) 512±0002)
30 176±0052) 226±0012) 230±0062) 445±0002)
ROS+Ins 01 260±0032) 285±0032) 333±0012) 494±0002)
03 270±0042) 304±0042) 326±0022) 498±0)12)
1 262±0042) 294±0042) 326±0022) 513±0002)
3 257±0032) 286±0052) 316±0022) 520±0002)
10 307±0012) 333±0022) 345±0032) 542±0002)
30 258±0032) 266±0052) 289±0022) 479±0002)
注:与空白对照组比1)P<0001;与Dex模型组比2)P<0001
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570nmof3T3L1preadipocyteswasincreasedandthatof3T3L1adipocyteswasdecreased.ROSsignificantlyincreasedglucoseconsumption
in3T3L1preadipocytesandadipocytescultureinaconcentrationdependentmanner.ROSimprovedthesensitivityof3T3L1adipocytestoin
sulin.Conclusion:ROScanpromotetheproliferationof3T3L1preadipocytes,inhibitetheproliferationof3T3L1adipocytes,andalso,signif
icantlyimproveinsulinresistanceinducedbydexamethasone.
[Keywords] Rehmanniaglutinosaoligosaccharides(ROS);3T3L1adipocyte;insulinresistance;celproliferation;celmodel
[责任编辑 方文贤]
[收稿日期] 20051123
[通讯作者]  陈志强,Tel:(0311)86266445,Fax:(0311)
86266445,Email:chenzhqiang@tomcom
脂可平对实验性早期动脉粥样硬化氧自由基
及主动脉 ICAM1表达的影响
丁奇峰1,陈志强1,尹智炜1,张秀君1,黄怀鹏2,李红霞1
(1河北医科大学 中西结合研究所,河北 石家庄 050017;
2神威药业有限公司,河北 石家庄 051430)
[摘要] 目的:研究脂可平对大鼠早期动脉粥样硬化氧自由基及细胞间黏附分子(ICAM1)表达的影响。方
法:应用高脂饲料复制SD大鼠早期动脉粥样硬化模型,分别给以脂可平、辛伐他汀片混悬液灌胃,实验10周后,全
自动生化分析仪检测各组大鼠血脂、血清超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量,用免疫组化和 RTPCR
方法检测主动脉壁ICAM1及其mRNA的表达水平;苏木素伊红(HE)染色观察主动脉组织形态学变化。结果:两治
疗组血脂、血清 MDA含量均明显降低,SOD活性显著升高,不同程度的改善了主动脉组织病理损伤,ICAM1及其
mRNA的表达水平显著下降。结论:脂可平抗动脉粥样硬化作用的机制可能与其抗氧化、抗粘附等保护血管内皮细
胞功能密切相关。
[关键词] 脂可平;动脉粥样硬化;氧自由基;细胞间黏附分子
[中图分类号]R2855 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2006)05040704
高脂血症是动脉粥样硬化形成的主要病因之
一,脂可平是治疗高脂血症的中药新药,其主要成分
药理药效学研究表明[1,2],姜黄素能明显降低甘油
三酯、胆固醇和低密度脂蛋白,提高高密度脂蛋白的
含量,具有抗氧化作用,但其对动脉粥样硬化
(artherosclerosis,AS)中主动脉壁细胞间黏附分子(in
tercelularadhesionmolecule,ICAM1)表达影响的研究
尚未见报道。本实验通过观察脂可平对大鼠 AS早
期主动脉 ICAM1及 ICAM1mRNA表达的影响,进
一步探讨其抗AS的部分可能机制。
1 材料和方法
11 材料
111 动物 健康 SD大鼠,清洁级,雄性,体重
200~250g,由河北省实验动物中心提供(合格证书:
冀医动管字04259号)。
112 药品 脂可平(主要成分:总姜黄素,含量
60%以上)。规格:05g/粒,由神威药业有限公司
提供(批号0404205);辛伐他汀片:口服片剂,杭州默
沙东有限公司生产(批号 96031)。用前均溶于生理
盐水中(pH70)。
113 主要试剂 总胆固醇、甘油三酯测定试剂
盒(北京利德曼生化技术有限公司);高密度脂蛋白
胆固醇测定试剂盒(上海科华生物工程股份有限公
司);低密度脂蛋白胆固醇测定试剂盒(北京柏定生
物工程有限公司);丙二醛(MDA),超氧化物歧化酶
(SOD)测定试剂盒(南京建成生物工程有限公司);I
CAM1一抗、二抗及相应试剂盒(博士德生物工程有
限公司);TRizolRNA抽提试剂(GIBCO公司);M
MLV逆转录酶,随机引物,RNasin,TaqDNAPoly
merase(PROMEGA公司);PCR引物(北京赛百盛公司
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