硒蛋白S对内皮细胞的保护作用及机制探讨

硒蛋白S对内皮细胞的保护作用及机制探讨

论文摘要

内皮细胞功能障碍(Endothelial cell dysfunction,ECD)在糖尿病(Diabetesmellitus,DM)血管并发症的发生和发展中起着重要作用,探求有效的内皮保护策略已受到学术界普遍关注。本研究旨在(1)探讨中国人脂肪组织中硒蛋白S(Selenoprotein S,SelS)基因的表达及其与血清淀粉样蛋白(Serum Amyloid A,SAA)和胰岛素抵抗(Insulin resistance,IR)的相关性,为2型糖尿病(Type 2Diabetes Mellitus,T2DM)及其大血管并发症发病机制和防治研究提供新的方向;(2)应用分子生物学技术分离SelS基因,构建SelS真核表达载体——pLNCX2-SelS,并将其转染至人脐静脉内皮细胞(HUVECs,ECV304细胞),通过DNA序列分析、mRNA及蛋白水平检测进行鉴定,获得高表达SelS的细胞株,为研究SelS的功能提供可靠的技术支持;(3)建立外源性过氧化氢(HydrogenPeroxide,H2O2)刺激诱导的细胞损伤模型,探讨高表达SelS对ECV304细胞的抗氧化保护作用及机制,为T2DM血管并发症的防治建立新的策略和方法。应用RT-PCR技术,检测12例非糖尿病患者及10例T2DM患者大网膜脂肪组织中SelS基因的表达;计算胰岛素抵抗指数(Homa-IR),ELISA测定血清SAA的水平。结果显示,T2DM患者大网膜脂肪组织中SelS表达水平、Homa-IR及血清SAA水平均高于非糖尿病对照组;并且,在两组的大网膜组织中SelS表达水平与Homa-IR和血清SAA水平均呈正相关。提示中国T2DM患者大网膜脂肪组织表达SelS与IR有关,结合文献报告推测SelS可能是作为SAA的受体在T2DM和大血管并发症的发生发展中发挥作用。取皮下脂肪组织提取总RNA,RT-PCR扩增SelS基因,回收并命名为SelSInsert DNA1。SelS Insert DNA1被克隆至克隆载体pMD18-T,经DNA序列分析鉴定结果无误;将pMD18-SelS质粒进行大量扩增酶切,切胶回收目的基因片段,命名为SelS Insert DNA2。SelS Insert DNA2亚克隆至真核表达载体pLNCX2,经PCR反应以及DNA序列分析鉴定结果,证实真核表达载体pLNCX2-SelS构建正确。将pLNCX2-SelS转染至ECV304细胞,RT-PCR和Western blot检测进一步证实重组SelS真核表达载体pLNCX2-SelS成功表达;同时发现,SelS基因在pLNCX2-SelS转染组的表达水平是ECV304细胞内源性表达水平的1.76倍(mRNA表达)和1.56倍(蛋白表达)。应用不同浓度的H2O2损伤ECV304细胞后,高表达SelS组能显著增加细胞活性、减少H2O2诱导ECV304细胞丙二醛(MDA)的产生、增加超氧化物歧化酶(SOD)的活性、抑制H2O2诱导的窖蛋白-1(Caveolin-1)上调;提示SelS可通过抗氧化作用保护内皮细胞免于H2O2介导的细胞损伤,其保护机制可能与SelS抑制Caveolin-1的上调有关。上述研究表明,内脏脂肪组织SelS高表达与T2DM患者的IR有关,并可能是作为SAA的受体在T2DM和大血管并发症的发生发展中发挥一定的作用;将从人脂肪组织中克隆出的SelS基因片段插入到逆转录病毒载体pLNCX2中,成功构建pLNCX2-SelS重组真核表达载体,并获得SelS高表达细胞株;ECV304细胞中有内源性SelS表达,高表达SelS可以明显减弱H2O2诱导的ECV304细胞的损伤;高表达SelS抗氧化保护ECV304细胞的作用与抑制Caveolin-1上调有关。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 1 研究背景
  • 2 选题依据
  • 3 研究方案
  • 4 研究目的和意义
  • 参考文献
  • 1 文献综述
  • 1.1 2型糖尿病血管内皮细胞功能紊乱
  • 1.1.1 糖尿病及其并发症概述
  • 1.1.2 2型糖尿病血管内皮细胞功能异常
  • 1.1.3 2型糖尿病血管内皮细胞功能紊乱的机制
  • 1.2 抗氧化应激内皮保护策略
  • 1.2.1 传统抗氧化制剂
  • 1.2.2 具有抗氧化作用的多效性药物
  • 1.2.3 新型抗氧化剂
  • 1.3 Tanis/SelS/VIMP与炎症、应激及相关疾病的关系
  • 1.3.1 Tanis/SelS/VIMP的发现、结构及体内分布
  • 1.3.2 Tanis/SelS/VIMP的生物学作用
  • 1.4 窖蛋白-1(Caveolin-1)与血管内皮功能的相关研究进展
  • 1.4.1 Caveolin-1的结构与生物学功能
  • 1.4.2 Caveolin-1与内皮细胞功能
  • 1.4.3 Caveolin-1与内皮功能相关的信号转导通路
  • 1.5 前景及展望
  • 参考文献
  • 2 2型糖尿病患者脂肪组织SelS mRNA表达与胰岛素抵抗和血清淀粉样蛋白A的相关性研究
  • 2.1 实验材料及设备
  • 2.1.1 实验材料
  • 2.1.2 实验设备
  • 2.2 研究方法
  • 2.2.1 研究对象
  • 2.2.2 清生化学指标测定
  • 2.2.3 Homa-IR
  • 2.2.4 提取总RNA及扩增SelS基因片段
  • 2.2.5 测序
  • 2.2.6 统计学方法
  • 2.3 研究结果
  • 2.3.1 两组受试者临床指标比较
  • 2.3.2 大网膜脂肪组织中SelS电泳结果
  • 2.3.3 基因测序结果
  • 2.3.4 SelS mRNA表达与BMI的相关性
  • 2.3.5 SelS mRNA表达与Homa-IR及血清SAA水平的关系
  • 2.3.6 SelS mRNA表达、血清CRP、SAA水平的关系
  • 2.4 讨论
  • 参考文献
  • 3 真核表达载体pLNCX2-SelS的构建及鉴定
  • 3.1 实验材料及设备
  • 3.1.1 实验材料
  • 3.1.2 实验设备
  • 3.2 实验方法
  • 3.2.1 酶切位点选取及引物设计
  • 3.2.2 提取人脂肪组织中总RNA
  • 3.2.3 RT-PCR扩增SelS基因片段
  • 3.2.4 构建真核表达载体pLNCX2-SelS
  • 3.2.5 真核表达载体pLNCX2-SelS鉴定
  • 3.2.6 统计学处理
  • 3.3 结果
  • 3.3.1 电泳结果显示提取的总RNA
  • 3.3.2 RT-PCR反应扩增SelS基因产物
  • 3.3.3 纯化目的基因
  • 3.3.4 PCR鉴定pMD18-SelS
  • 3.3.5 DNA测序分析鉴定pMD18-SelS
  • 3.3.6 Xho Ⅰ/Cla Ⅰ酶切鉴定pMD18-SelS并回收目的基因
  • 3.3.7 PCR和DNA序列分析鉴定真核表达载体pLNCX2-SelS
  • 3.3.8 转染鉴定
  • 3.4 讨论
  • 参考文献
  • 2O2诱导的细胞损伤及机制研究'>4 SelS高表达保护内皮细胞免于H2O2诱导的细胞损伤及机制研究
  • 4.1 实验材料及设备
  • 4.1.1 实验材料
  • 4.1.2 实验设备
  • 4.2 实验方法
  • 2O2对不同转染组细胞损伤效应的比较'>4.2.1 H2O2对不同转染组细胞损伤效应的比较
  • 2O2损伤前后Caveolin-1的变化'>4.2.2 不同转染组细胞H2O2损伤前后Caveolin-1的变化
  • 4.2.3 统计学处理
  • 4.3 实验结果
  • 4.3.1 各组细胞形态学变化
  • 4.3.2 各组细胞的增殖情况
  • 4.3.3 各组细胞上清中MDA含量比较
  • 4.3.4 各组细胞上清中SOD活力测定
  • 4.3.5 各组Caveolin-1表达水平的变化
  • 4.4 讨论
  • 参考文献
  • 结论与创新
  • 展望
  • 附录A 附图
  • 附录B 缩略语
  • 攻读博士学位期间发表学术论文情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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