ATP2B1基因沉默经由Ca2+/钙调蛋白信号通路促进Akt激活来增加HUVEC细胞胰岛素敏感性的实验研究

来源 :西南医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luo6411465
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目的:研究ATP2B1基因沉默对人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)胰岛素敏感性的影响,并探讨所涉及的基础机制,寻找增强内皮细胞胰岛素敏感性的方法,为临床上治疗胰岛素抗抵患者的新药研发提供部分理论支持,降低胰岛素抵抗患者发生心血管疾病的风险。  方法:将对数生长期的HUVEC细胞用0.25%胰蛋白酶消化计数后按0.5×106cells/孔的密度接种在6孔板中,采用riboFECTTMCP转染试剂盒分别将阴性SiRNA(Si-Neg)和ATP2B1基因沉默特异性SiRNA(Si-ATP2B1)转染到HUVEC细胞中,转染浓度均为100nM。此后,实验分三个部分进行干预和指标检测。第一部分,转染48h后,收集细胞,用Western Blot检测HUVEC细胞内质膜钙离子ATP酶-1(Plasma Membrane Calcium ATPase-1, PMCA1)蛋白表达水平、Fluo-3 AM钙离子荧光探针法测定HUVEC细胞内Ca2+浓度。第二部分,转染32h后,血清饥饿培养过夜(16h),分别用以下不同的干预方式处理细胞:1、不加任何干预;2、用100nM胰岛素刺激30min;3、用10μM钙螯合剂BAPTA-AM预处理90min,再加入100nM胰岛素刺激30min;4、用500nM钙离子载体A23187处理30min。四种不同的干预方式处理完成后,Western Blot检测HUVEC细胞内丝/苏氨酸激酶(serine-threonine kinase, Akt)及其磷酸化蛋白phospho-Akt(Ser473)(p-Akt)的表达水平。第三部分,转染32h后,血清饥饿培养过夜(16h),分别采用以下不同干预措施并进行指标检测:1、用30μM特异性钙调蛋白拮抗剂W7预处理30min,再加入100nM胰岛素刺激30min,干预完成后,Western Blot检测HUVEC细胞内p-Akt及Akt的蛋白表达水平;2、用100nM胰岛素刺激30min,收集细胞,免疫共沉淀法检测与钙调蛋白相关的Akt的水平。  结果:  1、ATP2B1基因沉默后HUVEC细胞内PMCA1蛋白表达情况:与阴性Si-Neg转染细胞比较,Si-ATP2B1转染细胞中PMCA1蛋白表达明显降低(P<0.05)。  2、ATP2B1基因沉默后HUVEC细胞内Ca2+浓度变化:与阴性Si-Neg转染细胞比较,Si-ATP2B1转染细胞中Ca2+浓度明显升高(P<0.05)。  3、胰岛素对转染细胞中p-Akt及Akt蛋白的影响:与各自没有用胰岛素刺激的转染细胞比较,100nM胰岛素刺激后,Si-Neg与Si-ATP2B1转染细胞中p-Akt/Akt的比值都明显升高(P<0.05),胰岛素可以诱导HUVEC内皮细胞Akt磷酸化。与100nM胰岛素刺激的Si-Neg转染细胞比较,100nM胰岛素刺激的Si-ATP2B1转染细胞中p-Akt/Akt比值明显升高(P<0.05),ATP2B1基因沉默对胰岛素诱导的Akt磷酸化具有促进作用,能增加内皮细胞胰岛素敏感性。  4、钙螯合剂BAPTA-AM对转染细胞中p-Akt及Akt蛋白的影响:与没有用钙螯合剂BAPTA-AM预处理的Si-ATP2B1转染细胞比较,BAPTA-AM预处理的Si-ATP2B1转染细胞中p-Akt/Akt的比值明显下降(P<0.05),ATP2B1基因沉默依赖于细胞内升高的Ca2+浓度促进Akt磷酸化来增加内皮细胞胰岛素敏感性。  5、钙离子转运体A23187可将细胞外Ca2+转运到细胞内,与各自没有用A23187处理的转染细胞比较,A23187处理后,Si-Neg与Si-ATP2B1转染细胞中p-Akt/Akt的比值都明显升高(P<0.05),A23187表现出与胰岛素同样的诱导HUVEC内皮细胞Akt磷酸化的作用。与用A23187处理的Si-Neg转染细胞比较,用A23187处理的Si-ATP2B1转染细胞中p-Akt/Akt的比值明显升高(P<0.05),ATP2B1基因沉默通过细胞内升高的Ca2+浓度促进Akt磷酸化来增加内皮细胞胰岛素敏感性。  6、特异性钙调蛋白拮抗剂W7对转染细胞中p-Akt及Akt蛋白的影响:与没有用W7预处理的Si-ATP2B1转染细胞比较,用W7预处理的Si-ATP2B1转染细胞中p-Akt/Akt比值明显降低(P<0.05),ATP2B1基因沉默促进Akt磷酸化来增加内皮细胞胰岛素敏感性的过程可以通过钙调蛋白介导。  7、免疫共沉淀结果显示,与Si-Neg转染细胞比较,Si-ATP2B1转染细胞中与钙调蛋白结合的Akt的水平明显升高(P<0.05),ATP2B1基因沉默经由钙调蛋白对Akt磷酸化产生影响。  结论:ATP2B1基因沉默可以增加 HUVEC内皮细胞的胰岛素敏感性,这可能是通过Ca2+/钙调蛋白信号通路促进Akt磷酸化途径介导产生的。
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