姜黄素及其类似物L3的抗氧化活性和对小鼠糖尿病模型及血管并发症影响的研究

【摘要】： 第一部分 目的 研究姜黄素及其类似物L3对体外培养的人脐静脉内皮细胞氧化损伤的作用,并探讨其可能的调节作用机制。 方法 以过氧化氢(H2O2)诱导HUVEC损伤,体外模拟自由基损伤模型。采用MTT法以细胞存活率为指标评价姜黄素及其类似物L3对氧化损伤的HUVEC的保护作用。测定H2O2损伤HUVEC后细胞超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和过氧化氢酶(CAT)活性和还原型谷胱甘肽(GSH)及丙二醛(MDA)含量的变化。DCF-DA荧光试剂法检测胞内活性氧(ROS)的含量。DAF-FM DA荧光试剂法检测胞内一氧化氮(NO)的含量,硝酸还原酶法检测胞外NO的含量。Western blotting检测内皮细胞一氧化氮合酶eNOS的表达。分光光度法检测Caspase 3和Caspase 9的活性,Western blotting检测其蛋白表达。罗丹明123荧光试剂法检测线粒体膜电位。Western blotting检测ERK1/2磷酸化、NF-кB核转位及p53蛋白表达。 结果 200μM H2O2作用36 h,细胞存活率显著降低。H2O2诱导产生显著的细胞凋亡特征,包括线粒体去极化及Caspase 3和Caspase 9的活性和蛋白表达显著增加。另外,H2O2还诱导丙二醛(MDA)含量增加、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性和胞内活性氧(ROS)产生增强,诱导还原型谷胱甘肽(GSH)和胞内/胞外一氧化氮(NO)含量降低,细胞超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和过氧化氢酶(CAT)活性降低及内皮细胞一氧化氮合酶eNOS表达减少。12.5-50μM L3与H2O2损伤的HUVEC共孵育,细胞存活率显著增加,具有浓度依赖性;而12.5-25μM姜黄素对H2O2损伤的HUVEC无保护作用。L3可以抑制H2O2诱导的细胞凋亡,减轻H2O2诱导的其它损伤,且具有浓度依赖性。L3还可以抑制H2O2诱导的p53和NF-кB活化,促进ERK1/2磷酸化。 结论 姜黄素类似物L3可以浓度依赖性地减轻H2O2诱导的HUVEC损伤,保护血管内皮细胞。其保护作用机制可能与减少ROS生成,增强抗氧化酶活性,改善细胞氧化/抗氧化状态,提高内皮细胞eNOS的表达,激活内皮细胞NO的合成,维持线粒体膜电位,抑制细胞凋亡有关。 第二部分 目的 研究姜黄素及其类似物L3对链脲菌素(STZ)+高脂饲料诱导的高脂血症糖尿病小鼠的作用,并探讨其对糖尿病小鼠相关器官损伤的保护作用。 方法 雄性ICR小鼠以隔天一次腹腔注射50 mg/kg体重STZ溶液共五次诱导糖尿病模型,随后饲以高脂饲料,并分别给予不同剂量的姜黄素或L3进行干预。各组小鼠分别在给药4周后和给药16周后处死,测定小鼠血糖、糖耐量、糖化血红蛋白、胰岛素、血脂、肝脂、肝脏GSH和MDA含量,SOD、GST、GSH-PX和CAT活性。DCF-DA荧光试剂法检测胰腺ROS的含量。DAF-FM DA荧光试剂法检测主动脉弓NO的含量,硝酸还原酶法检测血浆NO的含量。免疫组化检测主动脉弓LOX-1的表达。肝脏和主动脉弓组织切片行病理检查。 结果 腹腔注射STZ溶液五次后成功诱导小鼠糖尿病模型。饲以高脂饲料4周后和16周后,小鼠血脂、肝脂显著升高。各种氧化应激参数和抗氧化酶活性发生明显变化。胰腺ROS生成显著增加。血浆和主动脉弓NO含量显著降低。主动脉弓LOX-1表达显著升高。肝脏和主动脉弓发生明显的脂肪变性和动脉粥样硬化变性。姜黄素高剂量组和L3中、高剂量组小鼠糖、脂代谢明显改善,氧化应激参数和抗氧化酶活性也明显改善。胰腺ROS生成显著减弱。血浆和主动脉弓NO含量显著增加。主动脉弓LOX-1表达显著降低。肝脏和主动脉弓的脂肪变性和动脉粥样硬化变性明显改善。 结论 姜黄素及其类似物L3对链脲菌素(STZ)+高脂饲料诱导的高脂血症糖尿病小鼠及相关器官损伤具有保护作用。