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目的:妊娠期糖尿病是产科常见病,发病率逐年增高且易导致不良妊娠结局和母体及后代的近远期并发症。胎盘是孕期维系母体妊娠和胎儿发育的重要器官。滋养层细胞是胎盘直接接触母体血液的部分,其结构和功能完整性对其完成运输和分泌激素至关重要,滋养层细胞表面的微绒毛更是在感受刺激、做出应答等方面发挥巨大作用。诸多研究表明,高血糖或高胰岛素血症对胎盘结构和功能存在不利影响,但鲜有研究报道两者联合作用下对胎盘滋养层细胞微绒毛的影响。本研究探讨了高浓度葡萄糖和胰岛素条件下滋养层细胞微绒毛的形态改变和潜在机制。方法:(1)透射电镜观察足月妊娠的正常及妊娠期糖尿病患者的胎盘组织合体滋养层细胞表面微绒毛形态的改变。(2)采用含不同浓度葡萄糖及胰岛素的培养基静态及流体环境下培养人滋养层细胞系HTR8-S/Vneo细胞24小时,实验分6组:1)正常糖浓度无胰岛素组(normal glucose,NG)(5.5 mmol/L葡萄糖);2)正常糖浓度正常胰岛素浓度组(normal glucose normal insulin,NGLI)(5.5 mmol/L葡萄糖、33.5mU/L胰岛素);3)正常糖浓度高胰岛素浓度组(normal glucose high insulin,NGNI)(5.5 mmol/L葡萄糖、135mU/L胰岛素);4)高糖浓度组(high glucose,HG)(16.6 mmol/L葡萄糖);5)高糖浓度低胰岛素浓度组(high glucose normal insulin,HGLI)(16.6 mmol/L葡萄糖、35.5mU/L胰岛素);6)高糖浓度正常胰岛素浓度组(high glucose high insulin,HGNI)(16.6 mmol/L葡萄糖、135mU/L胰岛素)。扫描电镜观察体外静态及流体培养环境下,不同浓度葡萄糖及胰岛素对人绒毛膜滋养层细胞系(HTR8-S/Vneo)表面微绒毛形成的影响;image pro plus计算微绒毛的长度(10个视野均值/组)和密度(个/25μm2,10个视野均值/组)。(3)Western-blot检测不同浓度葡萄糖及胰岛素处理后HTR8-S/Vneo细胞中ROCK2的表达水平及Akt、Ezrin、PI3K和confilin的蛋白磷酸化修饰水平。(4)激光共聚焦荧光显微镜观察不同浓度葡萄糖及胰岛素处理后HTR8-S/Vneo细胞对2-NBDG摄取率的差异以及FITC-Ezrin和TRITC-F-actin蛋白在细胞中的分布特征。结果:(1)妊娠糖尿病患者足月妊娠胎盘组织的滋养层细胞表面微绒毛较正常妊娠者排列紊乱、短小、稀疏。(2)高糖浓度处理组HTR8细胞微绒毛长度较正常糖浓度组缩短(P<0.001),但密度升高(P<0.01);Akt、Ezrin磷酸化水平下降(P<0.01、P<0.01),磷酸化Ezrin胞内弥散程度增加;胞内2-NBDG荧光强度增加(P<0.001)、标记F-actin的荧光强度增加;PI3K p85磷酸化水平升高(P<0.001),ROCK2表达水平下降(P<0.05),confilin磷酸化水平下降(P<0.01)。(3)与正常糖、胰岛素浓度处理组HTR8细胞微绒毛相比,高糖正常胰岛素浓度处理组长度、密度均降低(P<0.001、P<0.001);高糖低胰岛素浓度处理组长度无差异、但密度降低(NS.、P<0.001);正常糖低胰岛素浓度处理组长度降低、但密度无差异(P<0.001、NS.)。(4)与正常糖、胰岛素浓度处理组相比,高糖正常胰岛素浓度处理组Akt、Ezrin磷酸化水平显著降低(P<0.001、P<0.001),磷酸化Ezrin胞内弥散程度极低,边集现象明显;高糖低胰岛素浓度处理组Akt、Ezrin磷酸化水平显著降低(P<0.001、P<0.001),磷酸化Ezrin胞内弥散程度较低;正常糖糖低胰岛素浓度处理组Akt、Ezrin磷酸化水平降低(P<0.05、P<0.05),磷酸化Ezrin胞内弥散程度稍低。(5)与正常糖、胰岛素浓度处理组相比,高糖正常胰岛素浓度处理组PI3K催化亚基p85磷酸化水平显著升高(P<0.001),ROCK2表达水平降低(P<0.01),confilin磷酸化水平降低(P<0.01);高糖低胰岛素浓度处理组PI3K催化亚基p85磷酸化水平显著升高(P<0.001),ROCK2表达水平降低(P<0.05),confilin磷酸化水平降低(P<0.05);低糖低胰岛素浓度处理组PI3K催化亚基p85磷酸化水显著下降(P<0.001),ROCK2表达水平升高(P<0.01),confilin磷酸化水平升高(P<0.01);各组PI3K催化亚基p55磷酸化水平无差异。结论:(1)正常葡萄糖、胰岛素浓度有利于维持HTR8-S/Vneo细胞微绒毛长度和密度;高糖正常胰岛素浓度下,HTR8-S/Vneo细胞微绒毛长度缩短、密度降低;(2)高糖低胰岛素浓度下,HTR8-S/Vneo细胞微绒毛密度降低、长度不变;正常葡萄糖低胰岛素浓度下,HTR8-S/Vneo细胞微绒毛长度缩短、密度不变。(3)不同浓度葡萄糖及胰岛素对HTR8-S/Vneo细胞微绒毛形成的影响可能是通过影响Akt、PI3K和ROCK2介导的信号通路、改变细胞骨架相关蛋白Ezrin、confilin的修饰而实现。