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目的:糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)是体内蛋白质、脂质、核酸与葡萄糖或其他还原单糖非酶反应生成的稳定的共价化合物,它可通过损伤血管内皮、促进白细胞粘附、增加血小板聚集和刺激血管平滑肌增殖等机制,促进动脉粥样硬化、糖尿病血管并发症、尿毒症等疾病的发生发展。大量研究表明,AGEs在动脉粥样硬化、糖尿病血管病变、尿毒症等多种血管疾病的发生发展过程中起着重要的作用。AGEs在血管病变中的作用机理主要是:损伤血管内皮;促进白细胞粘附、聚集及活化;刺激血管平滑肌细胞增值;加快血小板聚集和血栓形成。血管病变是糖尿病最常见的慢性并发症,也是当今因糖尿病致残致死的主要原因之一。糖尿病并发症主要以糖尿病大血管病变和微血管病变最为常见,是决定糖尿病患者预后的最主要因素,是导致糖尿病致死率和致残率增高的最主要原因。因此,目前各种糖尿病并发症的防治已成为世界医学糖尿病研究的重要课题。AGEs在糖尿病慢性并发症发病中起重要作用。研究表明,内皮祖细胞(Endothelial progenitor cells,EPCs)在血管新生、血管内皮修复和促进伤口愈合方面具有重要作用。但是,外周血EPCs在其分化成熟过程中,如果功能受损或过早凋亡,都会影响到血管内膜重新内皮化和新血管形成。1型糖尿病患者的EPCs数量较正常对照组低44%,且与糖化血红蛋白(HbAlc)水平有关,同时体外血管新生能力检测证明EPCs功能减弱,其EPCs在培养基支持形成内皮血管的能力明显下降。合并有糖尿病并发症的1型糖尿病患者的血浆AGEs水平远高于健康人群。目前,国内外尚无AGEs对EPCs功能及其凋亡方面的研究。因此,研究AGEs能否影响人循环EPCs生物学特性很有必要。
方法:采取健康人外周血抗凝,用淋巴细胞分离液密度梯度离心法分离外周血中的内皮祖细胞和单个核细胞,在含有体积分数为0.2胎牛血清、20μg/L的血管内皮细胞生长因子和4μg/L的碱性成纤维细胞生长因子的M199培养液中培养和扩增,由FITC-UEA-I和Dil-acLDL荧光双染鉴定。加入不同浓度糖基化终末产物-人血清白蛋白(advanced glycation end products-human serum albumin,AGEs-HSA)培养48h,然后分别采用MTT法、Boyden小室测定来观察EPCs的增殖、迁移能力;以人纤维连接蛋白(human fibronectin,hFN)检测EPCs的黏附能力;用体外血管生成分析试剂盒检测不同浓度AGEs-HSA作用后的EPCs成血管能力;分别采用甲醛和Dnase I诱导EPCs凋亡作为阳性对照组,用Annexin V-FITC/PI和TUNEL法流式细胞仪检测AGEs对EPCs凋亡率的影响。
结果:
1.经高浓度AGEs-HSA作用的EPCs的梭形变能力明显变差。
2.以不同浓度AGEs-HSA作用EPCs 2天,可见AGEs-HSA高浓度组EPCs贴壁细胞显著减少。
3.贴壁EPCs经AGEs-HSA作用后,可见已贴壁细胞悬浮于培养基中,并随AGEs-HSA浓度的增加而增多;EPCs的黏附、增殖、迁移能力在AGEs-HSA高浓度组均明显减弱。
4.EPCs的早期凋亡在AGEs-HSA高浓度各组增多,各组间细胞凋亡数有统计学意义;中晚期凋亡检测未见细胞凋亡随AGEs-HSA浓度增加而增多,各组间细胞凋亡无统计学意义。
结论:
1.AGEs-HSA可抑制EPCs的分化、成熟,且抑制程度与AGEs-HSA浓度正相关。
2.AGEs-HSA显著降低了EPCs的粘附、迁移和增殖能力(P<0.05)。
3.AGEs-HSA显著增加了EPCs的早期凋亡率(P<0.001),未见晚期调亡出现。