南 燕, 李 娜, 董 育, 邱鵬程, 胡智盛, 蔡昌洲,孔靈國, 何正樂, 應(yīng) 磊, 汪 洋△
(1溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院新生兒科, 浙江 溫州 325027;2溫州醫(yī)科大學(xué)病理生理學(xué)教研室, 浙江 溫州 325035)
成纖維細胞生長因子1非促分裂突變體對2型糖尿病大鼠血管功能的保護作用*
南 燕1, 李 娜2▲, 董 育2, 邱鵬程2, 胡智盛2, 蔡昌洲2,孔靈國2, 何正樂2, 應(yīng) 磊2, 汪 洋2△
(1溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院新生兒科, 浙江 溫州 325027;2溫州醫(yī)科大學(xué)病理生理學(xué)教研室, 浙江 溫州 325035)
目的研究成纖維細胞生長因子1非促分裂突變體(nFGF1)對鏈脲佐菌素和高脂飲食誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠主動脈血管功能的保護作用并探討其機制。方法將5周齡左右(200±20)g 雄性SD大鼠30只隨機分為正常對照組、2型糖尿病模型組和2型糖尿病模型+nFGF1給藥組,每組10只。給藥組予以0.5 mg/kg nFGF1腹腔注射4周(隔天給藥),對照組和糖尿病模型組則給予等量的生理鹽水。監(jiān)測各組大鼠的血糖變化情況,檢測大鼠主動脈舒張功能變化,檢測動脈組織超氧化物歧化酶(SOD)水平,檢測環(huán)氧化酶2(COX-2)、磷酸化細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(p-ERK)和內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)的蛋白表達水平,檢測血清中葡萄糖、膽固醇和甘油三酯水平,研究nFGF1對2型糖尿病大鼠主動脈血管功能的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果nFGF1可明顯降低2型糖尿病大鼠血清中葡萄糖、膽固醇和甘油三酯水平,顯著增強主動脈SOD活性及eNOS 蛋白表達水平,并明顯下調(diào)COX-2和p-ERK的蛋白水平。結(jié)論nFGF1可以有效保護2型糖尿病大鼠主動脈血管功能,其機制可能與降低血糖和血脂,減輕炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng),以及上調(diào) eNOS 信號通路有關(guān)。
2型糖尿??; 成纖維細胞生長因子1; 炎癥; 氧化應(yīng)激
糖尿病(diabetes mellitus,DM)已成為越來越嚴重的全球性健康問題,其發(fā)病率和死亡率都呈日益上升的趨勢。我國的糖尿病患病率為11.6%,約有1.139億人,位居世界首位,且糖尿病發(fā)病呈現(xiàn)年輕化趨勢,糖尿病所引起的各種并發(fā)癥嚴重影響了人們的生活質(zhì)量和壽命。糖尿病大血管病變是糖尿病重要并發(fā)癥之一,是糖尿病心腦血管疾病的基礎(chǔ),已成為糖尿病致死致殘的首要原因[1-2]。然而,目前糖尿病血管病變的發(fā)病機制尚不完全清楚,其中氧化應(yīng)激和炎癥損傷被廣泛認為是重要的機制。
成纖維細胞生長因子/成纖維細胞生長因子受體(fibroblast growth factors/fibroblast growth factor receptors,F(xiàn)GFs/FGFRs)家族成員是體內(nèi)一類重要的生長因子,其中FGF1是一種旁分泌促有絲分裂的信號蛋白,其在旁分泌系統(tǒng)中的促細胞分裂和增殖的作用已經(jīng)廣為熟知[3-4]。2012年和2014年,Ronald M. Evans課題組先后在《Nature》發(fā)表論文闡述經(jīng)典的旁分泌蛋白FGF1在代謝調(diào)控中也具有重要的作用。研究表明,予以2型糖尿病(type 2 diabetes,T2D)小鼠模型腹腔注射一定劑量的FGF1,血糖會迅速下降至正常水平。重要的是,在高劑量時,F(xiàn)GF1也不會導(dǎo)致低血糖的發(fā)生。注射FGF1可通過增加胰島素敏感性來恢復(fù)小鼠自身自然調(diào)節(jié)胰島素和血糖水平的能力,使血糖維持在一個安全范圍內(nèi),有效地逆轉(zhuǎn)糖尿病的核心癥狀。然而,目前關(guān)于FGF1治療2型糖尿病并發(fā)癥的作用及其機制仍不清楚,尤其是FGF1對2型糖尿病大鼠血管功能的保護作用及其機制仍未見報道。鑒于野生型FGF1顯著的促細胞增殖活性具有潛在致腫瘤風險,我們將FGF1與肝素結(jié)合的位點進行定點突變(Lys127Asp、Lys128Gln和Lys133Val),得到?jīng)]有促分裂活性的FGF1非促分裂突變體(non-mitogenic FGF1,nFGF1)[5-6]。本文主要從糖尿病血管內(nèi)皮氧化應(yīng)激和炎癥損傷[7-8]兩個角度研究nFGF1對血管功能的保護作用及可能存在的相關(guān)機制,為防治糖尿病血管病進一步提供理論支持和潛在的治療靶點。
1動物
清潔級雄性5周齡左右SD大鼠30只,體重(200±20)g,購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司,普通飼料及40%脂肪供能高脂飼料(54.6%普通飼料、16.9%豬油、14%蔗糖、10.2%酪蛋白、2.1%預(yù)混料和2.2%麥芽糊精)購于上海普路騰生物科技有限公司。
nFGF1于溫州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院(浙江省生物技術(shù)制藥工程重點實驗室)制備(在實驗室先前參與發(fā)表的文章中已證實nFGF1喪失促分裂活性)[6];血糖儀和血糖試紙均購自Roche;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)試劑盒購自南京建成生物工程研究所;抗內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)抗體購于Abcam;抗磷酸化細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(phosphorylated extracellular signal-regulated kinase,p-ERK)及環(huán)氧化酶2(cyclooxygenase-2,COX-2)抗體購于Cell Signaling Technology;II 抗(Goat anti-rabbit IgG-HRP)購于Santa Cruz。 AU600型全自動生化分析儀(Olympus);SpectraMax 多功能酶標儀(Molecular Devices);電泳儀、濕轉(zhuǎn)儀和凝膠成像分析系統(tǒng)(Bio-Rad);HV-4離體組織器官恒溫灌流系統(tǒng)(成都泰盟科技有限公司);血糖儀(B.Braun)。
3主要方法
3.1動物處理與分組 30只SD大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后隨機分為正常對照(control)組10只(普通飲食);2型糖尿病模型組20只(高脂飼料)。連續(xù)飼養(yǎng)2個月誘發(fā)胰島素抵抗后禁食4~6 h,2型糖尿病模型組予以一次性腹腔注射小劑量(35 mg/kg)鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ;溶于0.1 mol/L枸櫞酸緩沖液,pH 4.5,現(xiàn)用現(xiàn)配,置于冰上),連續(xù)4 d。正常組予以等量的0.1 mol/L枸櫞酸緩沖液作為對照。注射STZ后3 d、7 d和14 d,監(jiān)測模型組隨機血糖(blood glucose,BG),如BG≥16.7 mmol/L[空腹血糖(fasting blood glucose,F(xiàn)BG)≥11.1 mmol/L]視為造模成功。將成模大鼠隨機分為模型對照(T2D)組與nFGF1給藥(T2D+nFGF1)組,給藥組按0.5 mg/kg劑量腹腔注射nFGF1(0.1 g/L),正常對照組與模型對照組則予以等量的生理鹽水,連續(xù)隔天給藥4周,給藥期間監(jiān)測各組大鼠的血糖情況。
3.2離體主動脈環(huán)舒張反應(yīng)實驗 大鼠麻醉后迅速取出主動脈,置于通以95% O2+5% CO2混合氣體的Krebs-Henseleit (K-H)液中, 制成長度約為3.0 mm的血管環(huán),標本負荷2 g,平衡90 min。先用KCl測定血管活性,待收縮反應(yīng)達到坪值后,按累積法加入 10-12~10-3mol/L乙酰膽堿(acetylcholine,ACh),記錄ACh每一累積濃度時的血管舒張效應(yīng),測定血管舒張的量效曲線。
3.3標本采集與處理 各組大鼠麻醉后心臟采血1 mL,迅速取出主動脈,用PBS沖洗干凈,濾紙吸干放入凍存管于-80 ℃中保存。各組血液樣本室溫放置1 h后離心2次(3 000 r/min,10 min),吸取上清,保存于-80 ℃待測各項血清指標。
3.4血清生化指標檢測與SOD活性檢測 全自動生化儀檢測血清葡萄糖(glucose)、膽固醇(cholesterol)和甘油三酯(triglyceride)水平。取各組大鼠的主動脈低溫研磨,加入組織裂解液提取組織蛋白,采用黃嘌呤氧化酶法間接法測定SOD活性。
3.5Western blot檢測相關(guān)蛋白水平 取凍存主動脈段,低溫研磨組織并提取組織蛋白,SDS-PAGE分離蛋白后將COX-2、p-ERK和eNOS蛋白轉(zhuǎn)移至 PVDF膜上,分別用對應(yīng) I 抗4 ℃孵育過夜;TBST洗滌 3次后,II 抗37 ℃孵育1 h;TBST洗滌3次后,ECL發(fā)光顯色,凝膠成像系統(tǒng)掃描分析 。
4統(tǒng)計學(xué)處理
作為建筑功能完整實現(xiàn)的重要前提,建筑防水向來受到業(yè)界的重點關(guān)注。窗戶、磚墻之間的縫隙、廚衛(wèi)間等屬于傳統(tǒng)建筑容易出現(xiàn)滲漏的部位,但采用PC構(gòu)件、灌漿連接(或節(jié)點現(xiàn)澆)工藝的預(yù)制裝配式建筑卻基本不會在這類部位出現(xiàn)滲漏,其滲漏一般源于外墻存在的大量拼接縫,這使得預(yù)制裝配式建筑外墻防水密封向來受到業(yè)界的重點關(guān)注??涨环浪⒉牧戏浪畬儆谧顬槌R姷膬煞N預(yù)制裝配式建筑外墻防水密封方法,前者采用現(xiàn)澆混凝土或密封條形成二次密封,后者則通過嵌填密封材料處理接縫迎水面。但受到多方面因素影響,空腔防水很容易因空腔堵塞或墻板精度偏差而失效,密封膠存在的不足也會直接影響接縫迎水面處理效果[1]。
使用SPSS 19.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進行分析,GraphPad Prism 6.0軟件作圖。所有數(shù)據(jù)均采用均數(shù)±標準誤(mean±SEM)表示,使用單因素方差分析(one-way ANOVA)比較多組間數(shù)據(jù),組間兩兩比較采用SNK-q檢驗,以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
1大鼠造模情況
20只大鼠注射STZ后,模型成功大鼠有18只,之后有2只糖尿病大鼠死亡,正常對照組沒有死亡情況。故處死動物時,control組10只,造模成功且存活的有16只,分為T2D組8只和T2D+nFGF1組8只。
2nFGF1對SD大鼠血糖的影響
在實驗過程中,給藥后 2 d開始檢測各組大鼠的隨機血糖。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與control組比較,T2D組隨機血糖明顯升高(P<0.05);與T2D組比較,T2D+nFGF1組隨機血糖明顯降低(P<0.05),后期會降到接近正常水平,見圖1。
Figure 1. The changes of blood glucose in control, T2D and T2D+nFGF1 groups. Mean±SEM.n=8~10.*P<0.05vscontrol group;#P<0.05vsT2D group.
圖1各組大鼠經(jīng)nFGF1治療后血糖的變化情況
3大鼠離體主動脈環(huán)舒張反應(yīng)
與control組比較,T2D組大鼠血管環(huán)對各濃度ACh舒張反應(yīng)性均降低(P<0.05);與T2D組比較,予以nFGF1治療后能顯著提高主動脈對ACh的舒張反應(yīng)性(P<0.05)。我們?nèi)≌D大鼠的主動脈,直接給予高糖刺激和nFGF1孵育(2 h),甘露醇作為對照,實驗發(fā)現(xiàn)高糖刺激后血管環(huán)對各濃度ACh舒張反應(yīng)性均降低(P<0.05),而予以nFGF1能顯著提高主動脈對ACh的舒張反應(yīng)性(P<0.05),見圖2。實驗結(jié)果說明,nFGF1對大鼠主動脈血管功能的保護作用并不是全部通過其降低血糖的作用來實現(xiàn)。
4各組大鼠SOD活性的檢測
與control組比較,T2D組SOD活性明顯降低(P<0.05);與T2D組比較,T2D+nFGF1組SOD活性明顯升高(P<0.05),介于正常組和模型組之間,說明nFGF1有較強的抗氧化作用,見圖3。
Figure 2. Relaxation of rat aortic rings to actetycholine (ACh) at different concentrations. A: relaxation of aortic rings to ACh from control, T2D and T2D+nFGF1 groups; B: relaxation of aortic rings to ACh from control rats pre-incubated with high glucose, high glucose+nFGF1 or mannitol for 2 h. Mean±SEM.n=8~10.*P<0.05vscontrol group;#P<0.05vsT2D or high glucose group.
圖2大鼠主動脈血管環(huán)對不同濃度乙酰膽堿的舒張反應(yīng)率
Figure 3. The level of SOD activity in each group. Mean±SEM.n=4~5.*P<0.05vscontrol group;#P<0.05vsT2D group.
圖3各組大鼠主動脈組織的SOD活性水平
5各組大鼠血清生化指標的檢測
與control組比較,T2D組血清葡萄糖、膽固醇和甘油三酯水平明顯升高(P<0.05);與T2D組比較,T2D+nFGF1組血清葡萄糖、膽固醇和甘油三酯水平明顯降低(P<0.05),介于正常組和模型組之間,說明nFGF1有較強降低血清葡萄糖、膽固醇和甘油三酯水平的作用,見圖4。
6nFGF1對各組大鼠主動脈COX-2、p-ERK和eNOS蛋白表達的影響
與control組比較,T2D組的eNOS 蛋白水平明顯減少(P<0.05),而COX-2和p-ERK的蛋白水平明顯增加(P<0.05);予以nFGF1治療后,與T2D組比較,T2D+nFGF1組的eNOS 蛋白水平明顯上調(diào)(P<0.05),而COX-2和p-ERK的蛋白水平明顯下調(diào)(P<0.05),見圖5。這說明nFGF1能抑制COX-2/p-ERK 信號通路發(fā)揮抗炎癥、抗氧化的作用,并進一步激活eNOS,從而增強血管舒張功能。
Figure 4. The serum levels of glucose (A), cholesterol (B) and triglyceride (C) in each group. Mean±SEM.n=4~5.*P<0.05vscontrol group;#P<0.05vsT2D group.
圖4各組大鼠血清的葡萄糖、膽固醇及甘油三酯水平
大血管病變是糖尿病患者最常見慢性并發(fā)癥之一,80%糖尿病患者死于大血管病變。研究表明,高血糖、高血脂、氧化應(yīng)激及炎癥損傷等諸多因素均參與了糖尿病大血管病變的發(fā)生發(fā)展[9]。因此,調(diào)節(jié)糖脂代謝紊亂、減輕或阻斷氧化應(yīng)激以及炎癥損傷是防治糖尿病大血管病變的重要途徑。
Figure 5. The protein levels of eNOS (A), COX-2 (B) and p-ERK (C) in each group. Mean±SEM.n=3.*P<0.05vscontrol group;#P<0.05vsT2D group.
圖5各組大鼠主動脈組織中eNOS、COX-2和p-ERK蛋白水平的變化
在糖尿病大血管病變中,內(nèi)皮依賴的血管舒張效應(yīng)明顯減弱,與NO合成的減少具有很大的關(guān)系。eNOS是內(nèi)皮細胞NO合成的限速酶,血管內(nèi)皮功能障礙一般與eNOS活性的降低有關(guān),eNOS產(chǎn)生的NO對平滑肌細胞和內(nèi)皮細胞本身有一定的調(diào)節(jié)作用,具有抗糖尿病大血管病變發(fā)展的作用,其活性下降會導(dǎo)致NO合成減少,促進糖尿病大血管病變的發(fā)生[10]。
FGF1是一種旁分泌促有絲分裂的信號蛋白,其在旁分泌系統(tǒng)中不僅具有促細胞分裂和增殖的作用,在代謝調(diào)控中也具有重要的作用[6]。研究表明FGF1能恢復(fù)小鼠自身自然調(diào)節(jié)胰島素和血糖水平的能力,增加胰島素敏感性,從而增強外周器官(如肝臟,肌肉等)的胰島素信號通路,通過促進糖吸收等方式,使血糖維持在一個安全范圍內(nèi),從而有效地逆轉(zhuǎn)糖尿病的核心癥狀。FGF1是通過增加胰島素敏感性起效的,增加胰島素敏感性通常會降低系統(tǒng)炎癥反應(yīng),其降糖能力依賴FGFR信號通路。但是FGF1對糖尿病大血管病變是否具有保護作用國內(nèi)外尚未見報道。鑒于野生型FGF1顯著的促細胞增殖活性具有潛在致腫瘤風險,我們將N端的24個氨基酸切掉,制備了沒有促分裂活性的nFGF1[6]。
本研究中,我們通過給予SD大鼠高脂飼料誘發(fā)胰島素抵抗,再予以小劑量的STZ腹腔注射成功復(fù)制了2型糖尿病模型。我們研究發(fā)現(xiàn),予以nFGF1治療后,相對于T2D模型組,給藥組的血清葡萄糖、膽固醇和甘油三酯水平都明顯的降低,血管舒張實驗結(jié)果也表明nFGF1能改善血管的舒張功能。進一步通過Western blot測定,發(fā)現(xiàn)給藥組中血管舒張功能的增強與eNOS增高有關(guān),證實了nFGF1能降低血糖,調(diào)節(jié)血脂代謝紊亂,并可增強血管舒張功能。
研究表明,2型糖尿病可導(dǎo)致血管內(nèi)皮細胞產(chǎn)生胰島素抵抗,并抑制eNOS的活性和蛋白的表達。FGF1已被證實是一種高效的胰島素增敏劑,可有效改善胰島素抵抗。因此,F(xiàn)GF1改善2型糖尿病大鼠血管舒張功能可能與其對胰島素抵抗的改善有關(guān)[11]。除此之外,糖尿病大血管病變也與氧化應(yīng)激和血管炎癥有重要的相關(guān)性[7-8,12]。 Brownlee[13]曾提出“糖尿病并發(fā)癥的統(tǒng)一機制”學(xué)說:指出氧化應(yīng)激是糖尿病并發(fā)癥的共同基礎(chǔ)。SOD是衡量機體氧化應(yīng)激水平的主要指標之一,反映了機體抗氧化的能力。流行病學(xué)研究表明,糖尿病患者整體有輕度炎癥性改變,血液中一些炎癥因子如COX-2、p-ERK等增高[14]。之前的研究中亦發(fā)現(xiàn)在db/db糖尿病小鼠的主動脈和骨骼肌微血管中存在COX-2、p-ERK表達上調(diào)的情況[15-16]。本研究發(fā)現(xiàn),糖尿病血管病變模型組大鼠SOD 活性明顯降低,說明氧化應(yīng)激促進了糖尿病血管病變的發(fā)生。而經(jīng)nFGF1治療后,其SOD活性明顯增加。 FGF1的抗炎作用已在一些研究中有所涉及:它可以抑制ob/ob小鼠血液中某些炎癥因子的水平;它也可以抑制非酒精性脂肪肝的炎癥反應(yīng)。我們也發(fā)現(xiàn),通過Western blot可以檢測到血管組織中COX-2和p-ERK蛋白水平有明顯下調(diào)。以上結(jié)果說明,nFGF1可能可以通過降低糖尿病大鼠血管中的氧化應(yīng)激和炎癥水平來改善血管的功能。
在離體血管高糖刺激實驗中,nFGF1也可以直接改善高糖孵育對血管的損傷作用,提示nFGF1對血管功能的改善還有一部分是不依賴于它的降糖效果而實現(xiàn)的。在這部分實驗中,與高糖等滲透壓的甘露醇并沒有損傷血管功能,說明高糖對血管的損傷并不是通過提高滲透壓來實現(xiàn)。研究表明,高糖可以引起血管內(nèi)皮細胞產(chǎn)生大量的活性氧物質(zhì)并且損傷內(nèi)皮細胞的功能,甚至造成內(nèi)皮細胞的凋亡[17-20]。有文獻報道,F(xiàn)GF21可以緩解高糖造成的內(nèi)皮細胞損傷和eNOS的功能障礙,并可明顯提高內(nèi)皮細胞NO的釋放量[20]。由于nFGF1和FGF21都可以通過激活相同的受體FGFR1發(fā)揮生物學(xué)作用[6,21],同時結(jié)合我們的實驗結(jié)果,我們認為高糖刺激可能是通過使血管內(nèi)皮細胞產(chǎn)生嚴重的氧化應(yīng)激從而損傷血管功能,而nFGF1對高糖刺激下血管功能損傷的緩解作用可能也與其抑制活性氧物質(zhì)的生成以及恢復(fù)eNOS的功能相關(guān)。
[1] 劉江月.梓醇對糖尿病大鼠主動脈的保護作用與抗氧化機制研究[J].中國病理生理雜志, 2014, 30(6):1023-1028.
[2] 胡麗葉, 宋光耀, 朱旅云, 等.羅格列酮對2型糖尿病大鼠主動脈與肝病理學(xué)變化的干預(yù)作用[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報, 2013, 26(7):700-704.
[3] Belov AA, Mohammadi M. Grb2, a double-edged sword of receptor tyrosine kinase signaling[J]. Sci Signal, 2012, 5(249):pe49.
[4] Karunakaran U, Park SJ, Jun dY, et al. Non-receptor tyrosine kinase inhibitors enhances β-cell survival by suppressing the PKCδ signal transduction pathway in streptozotocin-induced β-cell apoptosis[J]. Cell Signal, 2015, 27(6):1066-1074.
[5] 劉華偉, 趙 勇, 李貴生, 等. FGF-1及其突變體的研究進展[J].中國生物工程雜志, 2005, 25(8):1-5.
[6] Suh JM, Jonker JW, Ahmadian M, et al. Endocrinization of FGF1 produces a neomorphic and potent insulin sensitizer[J]. Nature, 2014, 513(7518):436-439.
[7] Hermans MP. Diabetes and the endothelium[J]. Acta Clin Belg, 2007, 62(2):97-101.
[8] Ceriello A, Motz E. Is oxidative stress the pathogenic mechanism underlying insulin resistance, diabetes, and cardiovascular disease? The common soil hypothesis revisited[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2004, 24(5):816-823.
[9] Aronson D. Hyperglycemia and the pathobiology of diabe-tic complications[J]. Adv Cardiol, 2008, 45:1-16.
[10] Tabit CE, Chung WB, Hamburg NM, et al. Endothelial dysfunction in diabetes mellitus: molecular mechanisms and clinical implications[J]. Rev Endocr Metab Disord, 2010, 11(1):61-74.
[11] Hsueh WA, Quiones MJ. Role of endothelial dysfunction in insulin resistance[J]. Am J Cardiol, 2003, 92(4A):10J-17J.
[12] 徐 雷, 馮 波, 王 華, 等. 抗氧化劑α-硫辛酸對2型糖尿病大鼠動脈組織NF-κB表達的影響[J].中國病理生理雜志, 2007, 23(12):2474-2475, 2493.
[13] Brownlee M. The pathobiology of diabetic complications: a unifying mechanism[J]. Diabetes, 2005, 54(6):1615-1625.
[14] Helmersson J, Vessby B, Larsson A, et al. Association of type 2 diabetes with cyclooxygenase-mediated inflammation and oxidative stress in an elderly population[J]. Circulation, 2004, 109(14):1729-1734.
[15] Bagi Z, Erdei N, Toth A, et al. Type 2 diabetic mice have increased arteriolar tone and blood pressure: enhanced release of COX-2-derived constrictor prostaglandins[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2005, 25(8):1610-1616.
[16] Guo Z, Su W, Allen S, et al. COX-2 up-regulation and vascular smooth muscle contractile hyperreactivity in spontaneous diabeticdb/dbmice[J]. Cardiovasc Res, 2005, 67(4):723-735.
[17] Chakravarthy U, Hayes RG, Stitt AW, et al. Constitutive nitric oxide synthase expression in retinal vascular endothelial cells is suppressed by high glucose and advanced glycation end products[J]. Diabetes, 1998, 47(6):945-952.
[18] Chen F, Qian LH, Deng B, et al. Resveratrol protects vascular endothelial cells from high glucose-induced apoptosis through inhibition of NADPH oxidase activation-driven oxidative stress[J]. CNS Neurosci Ther, 2013, 19(9):675-681.
[19] Wang Y, Ying L, Chen YY, et al. Induction of heme oxygenase-1 ameliorates vascular dysfunction in streptozotocin-induced type 2 diabetic rats[J]. Vascul Pharmacol, 2014, 61(1):16-24.
[20] Wang XM, Song SS, Xiao H, et al. Fibroblast growth factor 21 protects against high glucose induced cellular da-mage and dysfunction of endothelial nitric-oxide synthase in endothelial cells[J]. Cell Physiol Biochem, 2014, 34(3):658-671.
[21] Suzuki M, Uehara Y, Motomura-Matsuzaka K, et al. βKlotho is required for fibroblast growth factor (FGF) 21 signaling through FGF receptor (FGFR) 1c and FGFR3c[J]. Mol Endocrinol, 2008, 22(4):1006-1014.
(責任編輯: 陳妙玲, 羅 森)
Alleviation of aortic vascular dysfunction in STZ/HFD-induced type 2 diabetic rats by nFGF1
NAN Yan1, LI Na2, DONG Yu2, QIU Peng-cheng2, HU Zhi-sheng2, CAI Chang-zhou2, KONG Ling-guo2, HE Zheng-le2, YING Lei2, WANG Yang2
(1DepartmentofNeonatology,TheSecondAffiliatedHospitalandYuyingChildren’sHospital,WenzhouMedicalUniversity,Wenzhou325027,China;2DepartmentofPathophysiology,WenzhouMedicalUniversity,Wenzhou325035,China.E-mail:Wangydh995@163.com)
AIM: To investigate the protective effect of non-mitogenic fibroblast growth factor 1 (nFGF1) on the aortic vascular function in streptozotocin (STZ)/high-fat diet (HFD)-induced type 2 diabetic rats and its underlying mechanisms.METHODSFive-week-old male SD rats (n=30) were randomly divided into 3 groups (n=10 in each group), including normal control group, type 2 diabetic group and nFGF1 treatment group (type 2 diabetic rats were intraperitoneally injected with 0.5 mg/kg nFGF1 every other day for 4 weeks). After the rats were sacrificed, blood glucose, cholesterol and triglyceride levels, aorta diastolic function and superoxide dismutase (SOD) level in the aorta of each group were measured. Besides, the protein levels of cyclooxygenase-2 (COX-2), phosphorylated extracellular signal-regulated kinase (p-ERK) and endothelial nitric oxide synthase (eNOS) in the aorta were determined by Western blot.RESULTSnFGF1 markedly lowered blood glucose, cholesterol and triglyceride levels, enhanced aorta SOD activity and upregulated protein level of eNOS in the type 2 diabetic rats. Furthermore, the increased protein levels of COX-2 and p-ERK in the type 2 diabetic rats were largely abrogated by nFGF1.CONCLUSIONnFGF1 effectively attenuates aortic vascular dysfunction in the type 2 diabetic rats, which may be associated with decreasing blood glucose, cholesterol and triglyceride levels, reducing inflammation and oxidative stress response, and activating eNOS signaling pathway.
Type 2 diabetes; Fibroblast growth factor 1; Inflammation; Oxidative stress
1000- 4718(2017)11- 1945- 06
2017- 04- 10
2017- 07- 24
國家自然科學(xué)基金資助項目(No. 81400273);浙江省自然科學(xué)基金資助項目(No. LQ13H020006);溫州市科技局公益技術(shù)研究醫(yī)學(xué)項目(No. Y20140660);溫州市科技局公益技術(shù)研究醫(yī)學(xué)項目(No. Y20160097)
△通訊作者 Tel: 0577-86689817; E-mail: Wangydh995@163.com
▲并列第1作者
R587.1; R363
A
10.3969/j.issn.1000- 4718.2017.11.004