IDENTIFICATION OF GLUCOSE TRANSPORTER-1 AND ITS FUNCTIONAL ASSAY IN MOUSE GLOMERULAR MESANGIAL CELLS CULTURED IN VITRO

INTRODUCTION Glomerular mesangial cells play a key role in the development of diabetic glomerular lesions. There is a close correlation between expansion of the mesangium of the glomerulus and the clinical manifestations of diabetic nephropathy(1). Although it has become evident that the accumulation of extracellular matrix (ECM) occurs in the diabetic glomerulus and that mesangial cells in culture demonstrate enhanced production of ECM in response to elevated glucose levels (2), the me…     

IDENTIFICATION OF GLUCOSE TRANSPORTER－1 AND ITS FUNCTIONAL ASSAY IN MOUSE GLOMERULAR MESANGIAL CELLS CULTURED IN VITRO

Objective. To evaluate the role of glucose transporter-1 (GLUT1) in the glucose uptake of glomerular mesanglal cells. Methods. Cultured C57/SJL mouse mesangial cells were used in the study. The expression of GLUT1 mRNA was detected by RT-PCR. The expression of GLUT1 protein was detected by immunofluorescence and flow cytometry. The uptake of glucose and its kinetics were determined by 2-deoxy-[3H] -D-glucose uptake. Results. Both GLUT1 mRNA and protein were found in mouse glomerular mesangial cells. 2-deoxy-D-glucose uptake and kinetics assay showed that this glucose transporter had high affinity for glucose and the glucose uptake specificity was further confirmed by phloretin. Conclusion. Functional GLUT1 did present in mouse mesangial cells cultured in vitro and it might be the predominant transporter mediated the uptake of glucose into mesangial cells.     

转化生长因子大黄酸对肾小球系膜细胞葡萄糖转运蛋白功能的影响

目的 对人肾小球系膜细胞葡萄糖转运蛋白－１（ＧＬＵＴ１）进行鉴定。研究ＧＬＵＴ１的作用特点,ＴＧＦ－β１对其影响以及大黄酸的干预作用。方法 分别用ＲＴ－ＰＣＲ,免疫荧光染色,流式细胞仪和［＾３Ｈ］－２脱氧葡萄糖摄入率,对系膜细胞ＧＬＵＴ１ｍＲＮＡ表达,蛋白质分布和功能进行鉴定。观察不同浓度ＴＧＦ－β１在加或不加大黄酸的情况下对系膜细胞葡萄糖摄入以及ＧＬＵＴ１ｍＲＮＡ表达的影响。结果 人类肾小球系膜     

Regulation of the expression and function of glucose transporter-1 by TGF-β1 and high glucose in mesangial cells

Objective To study the effects of high glucose and transforming growth factor-β1 (TGF-β1) on the expression and function of glucose transporter-1 (GLUT1) in mouse mesangial cells.Methods Cultured mouse mesangial cells were used.The expression of GLUT1 mRNA was detected by Northern Blot; glucose uptake and its kinetics were determined with a 2-Deoxy-［(3)H］-D-glucose uptake assay.Results Mesangial cells exposed to enriched glucose medium (20 mmol/L) for 72 hours demonstrated a decrease in both GLUT1 mRNA and V(max) for uptake of the glucose analog, 2-deoxy-D-glucose　(2DOG), as compared to mesangial cells cultured in physiologic glucose concentrations(5.5 mmol/L).In contrast, hypertonic mannitol had no effect on GLUT1 mRNA levels.TGF-β1 treatment for 10 hours stimulated 2DOG uptake, both in 5.5 mmol/L and 20 mmol/L glucose medium, by approximately 4.28-fold in a dose-dependent manner (2 ng/ml maximum).Kinetic analysis of 2DOG uptake revealed an increase in V(max) and a decrease in K(m) in the presence of TGF-β1. TGF-β1 also up-regulated the expression of GLUT1 mRNA in mesangial cells.The addition of anti-TGF-β neutralizing antibody (30 μg/ml) in mesangial cells cultured in enriched glucose medium (20 mmol/L) led to a 40% decrease in 2DOG uptake.Conclusions The expression of GLUT1 can be suppressed by exposure of mesangial cells to high glucose medium, which may serve as a protective mechanism against possible adverse effects of excessive glucose flux into cells.TGF-β1 stimulates glucose uptake by enhancing the expression and function of GLUT1 in mesangial cells.This effect is independent of the glucose milieu in the cultured medium.     

Effect of rhein on glucose transporter-1 expression and its function in glomerular mesangial cells

Ｇｌｕｃｏｓｅｉｓｔｈｅｍａｉｎｆｕｅｌｆｏｒｍｏｓｔｍａｍｍａｌｉａｎｃｅｌｌｓ,ａｎｄｃａｎｂｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄｉｎｔｏｃｅｌｌｓｂｙｇｌｕｃｏｓｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒｓＧｌｕｃｏｓｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ1(ＧＬＵＴ1)ｈａｓｂｅｅｎｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｏｎｅｏｆｔｈｅｆａｃｉｌｉｔａｔｉｖｅｇｌｕｃｏｓｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒｓｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｆｏｒｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｇｌｕｃｏｓｅｔｒａｎｓｐｏｒｔ1　Ａｓｔｈｅｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｆａｃｉｌｉｔａｔｉｖｅｇｌｕｃｏｓｅｔ…     

葡萄糖对丁酸钠诱导的结肠癌细胞增殖抑制和凋亡效应的调节作用及其可能机制

目的:探讨葡萄糖对丁酸钠诱导的结肠癌细胞增殖抑制和凋亡效应的影响,并探讨其可能机制。方法:用MTT法检测细胞存活率。细胞凋亡用TUNEL法检测。用RT-PCR法检测葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)、单羧酸载体1(MCT1)的mRNA表达水平。结果:低浓度葡萄糖诱导HT-29细胞系凋亡、调节其增殖,且葡萄糖能够明显抵制丁酸钠诱导凋亡和增殖抑制作用,同时对GLUT1 mRNA、MCT1 mRNA也有一定抑制作用。结论:葡萄糖浓度变化能够明显影响丁酸钠的诱导凋亡和增殖抑制作用,这种影响可能与细胞内葡萄糖和丁酸钠的浓度有关。     

汉黄芩素抑制人胃癌MGC-803细胞糖代谢的作用

探讨汉黄芩素对人胃癌MGC-803细胞糖代谢的抑制作用及其可能的内在机制。采用葡萄糖摄取检测试剂盒检测汉黄芩素对MGC-803细胞糖代谢中葡萄糖摄取量的影响;同时采用乳酸生成检测试剂盒检测汉黄芩素对MGC-803细胞糖代谢中乳酸生成量的影响;Annexin V-PI双染实验检测汉黄芩素调节糖代谢过程中MGC-803细胞的凋亡率;Western blot法分析糖代谢相关蛋白己糖激酶2(HKⅡ)、葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)、丙酮酸脱氢酶激酶(PDHK)和乳酸脱氢酶A(LDH-A)的表达变化情况。结果表明:汉黄芩素能在一定浓度下抑制人胃癌MGC-803细胞糖代谢中的葡萄糖摄取量,同时它还能抑制人胃癌MGC-803细胞糖代谢中的乳酸生成量,但并未诱发明显凋亡。此外一定浓度下的汉黄芩素还能抑制人胃癌MGC-803细胞糖代谢相关蛋白的表达。综上所述,汉黄芩素能抑制人胃癌细胞MGC-803的糖代谢但并未诱发明显凋亡,其抑制作用可能与其对MGC-803细胞糖代谢相关蛋白的作用相关。     

Effects of glucose and insulin on the H9c2 （2-1） cell proliferation may be mediated through regulating glucose transporter 4 expression

Background The change of glucose transporter 4 （GLUT4） expression could influence glucose uptake in the myocardial cells and then effect myocardial metabolism, which maybe one of the factor for the diabetes cardiovascular disease. This study aimed to explore the influence of glucose and insulin at different concentrations on H9c2 （2-1） cell proliferation and its GLUT4 expression in vitro, and evaluate the correlation between myocardial cells proliferation and GLUT4 expression. This might be helpful for understanding the relationship between glucose metabolism and cardiovascular disease. Methods According to glucose concentrations in culture medium, cultured H9c2 rat myocardial cells were divided into five groups： control group （NC, glucose concentration 5.0 mmol/L）, low glucose group （LG, glucose concentration 0.1 mmol/L）, high glucose group 1 （HG1, glucose concentration 10 mmol/L）, high glucose group 2 （HG2, glucose concentration 15 mmol/L）, high glucose group 3 （HG3, glucose concentration 20 mmol/L）. Then according to different insulin concentrations in culture medium, each group was further divided into two subgroups： normal insulin subgroup （INSc, insulin concentration 3.8 mU/L）, high insulin subgroup （INSh, insulin concentration 7.6 mU/L）. H9c2 （2-1） cells were cultured for 1, 2, 3 days, the proliferation of cells were assayed by cell counting Kit-8 assay, the expressions of GLUT4 mRNA and protein were detected with RT-PCR and Western Blotting technique, and the relation between myocardial cells proliferation and GLUT4 expression was evaluated.     

2型糖尿病肾病患者肾小球系膜细胞表型及功能改变

目的研究2型糖尿病肾病系膜细胞表型和功能的改变,进一步探讨糖尿病肾病的发病机理.方法经肾活检从2型糖尿病肾病患者获取肾组织,体外培养系膜细胞.采用流式细胞术、3H-胸腺嘧啶掺入及细胞倍增时间观察细胞表型改变.系膜细胞α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、层粘连蛋白、纤维连接蛋白的表达用免疫荧光染色及流式细胞仪检测.用2-脱氧-3H-葡萄糖(2-DG)测定细胞葡萄糖摄入.Northern杂交和流式细胞仪检测葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)的表达.细胞谷氨酰胺6-磷酸果糖转氨酶(GFAT)的活性采用比色法测定.结果 2型糖尿病肾病来源的系膜细胞较正常对照表现出细胞体积增大、RNA/DNA比值增加并伴细胞增殖加快,细胞骨架蛋白α-SMA和细胞外基质合成增加.糖尿病肾病系膜细胞的葡萄糖摄入率高于对照(1 592 cpm·105 cell-1 与 1 275 cpm·105 cell-1,P<0.05),同时伴GLUT1mRNA及蛋白质表达增加.此外,糖尿病肾病系膜细胞的GFAT活性明显增高.结论 2型糖尿病肾病系膜细胞具有明显的表型与功能改变.此外,糖尿病肾病患者系膜细胞还表现出细胞糖摄入及己糖胺通路活性增加.上述表型及功能改变可能是糖尿病肾病系膜细胞病变形成的基础.     

2-NBDG检测H9c2心肌细胞葡萄糖摄取能力的研究

目的评估荧光标记2-脱氧葡萄糖(2-deoxyglucose,2-DG)即2-NBDG(2-[N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diaxol-4-yl)amino]-2-deoxyglucose,2-NBDG)作为光学探针检测H9c2心肌细胞葡萄糖摄取的能力。方法间接免疫荧光法测定H9c2心肌细胞葡萄糖转运体(GLUT-1、GLUT-4)的表达。用不同浓度2-NBDG和不同孵育时间处理H9c2心肌细胞,探讨其量效-时效关系,荧光酶标仪测定2-NBDG孵育H9c2细胞的最适浓度和时间。以2-NBDG最适浓度孵育H9c2心肌细胞,同时用共聚焦显微镜和流式细胞仪检测细胞内荧光强度差异,观察心肌细胞摄取2-NBDG情况。使用竞争性抑制剂D型葡萄糖(D-Glu)与2-NBDG共同孵育H9c2心肌细胞,观察D-Glu对2-NBDG的竞争性抑制情况。结果间接免疫荧光法显示H9c2心肌细胞高表达GLUT-1、GLUT-4。2-NBDG孵育H9c2心肌细胞的最适浓度和时间分别为100μmol/L和30 min。共聚焦成像和流式细胞仪均显示H9c2心肌细胞能有效摄取2-NBDG,加入D-Glu后使心肌细胞内荧光信号强度分别降低27.0%和46.7%(P<0.01)。运用2-NBDG检测细胞葡萄糖摄取的方法,证实胰岛素能促进H9c2心肌细胞葡萄糖的摄取。结论 2-NBDG能迅速被高表达GLUT-1、GLUT-4的H9c2心肌细胞摄取并滞留于细胞内,且可以被D-Glu竞争性抑制,表明2-NBDG可作为一个方便且敏感的探针,用于检测细胞葡萄糖摄取的能力。     

犬低血流心肌缺血诱导GLUT1基因表达增加

目的：通过检测低血流心肌缺血后心肌细胞葡萄糖转运子1(GLUT1)基因的表达,探讨心肌细胞对葡 萄糖摄取增加的代谢机制。方法：建立犬低血流心肌缺血模型,放射 性核素标记方法检测心肌葡萄糖摄取量和GLUT1数量,采用Northern印迹法分析缺血心肌GLU T1 mRNA表达,采用免疫印迹法分析心肌GLUT1多肽表达。结果：与正 常心脏比较,低血流心肌缺血后,缺血心肌GLUT1 mRNA和GLUT1多肽表达明显增加,分别为 正常心肌的3.6倍和1.6倍(P<0.01)。无论在正常或缺血心脏,GLUT1表达均无部位差异 。结论：心肌缺血能诱导缺血心肌局部GLUT1表达增加,致使心肌细胞 在低血流心肌缺血过程中葡萄糖摄取和代谢增强。GLUT1表达增强可能是一种重要的心肌缺 血后代偿性保护机制。     

葡萄糖转运体1研究进展

葡萄糖转运体（glucose transporter,GLUT）家族是葡萄糖转运的主要媒介，目前发现有13个成员。其中GLUT1以异构体的形式广泛表达于多种细胞，是介导葡萄糖经过血脑屏障的主要转运体。疾病可以改变GLUT1介导的葡萄糖转运过程，糖转运受到干扰能使脑功能受损，甚至导致脑死亡。近来研究显示，GLUT1能介导一些神经活性药物的转运，如糖基化的神经肽、低分子量肝素及D-葡萄糖衍生物等。因此，依赖于葡萄糖转运体的葡萄糖运载方法有可能是一个选择性药物运输系统，通过此高效转运系统，可调节药物进入大脑。     

缺氧习服大鼠骨骼肌葡萄糖转运体特点的研究

目的探讨缺氧习服后组织葡萄糖转运体的变化特点及葡萄糖摄取变化机制.方法将缺氧组大鼠置模拟海拔5 000 m低压舱内,30 d后取双后肢骨骼肌测定组织葡萄糖水平、葡萄糖摄取率,并分离细胞膜、细胞内质膜,用同位素标记的葡萄糖进行Scatchard分析测定葡萄糖转运体密度及其亲和力,通过免疫印迹测定葡萄糖转运体1、4的表达.对照组大鼠在平原进行,其它操作及条件与缺氧组相同.结果缺氧组大鼠骨骼肌葡萄糖含量增加、葡萄糖摄取率增强,骨骼肌细胞膜、细胞内质膜上葡萄糖转运体密度均非常显著地高于对照组.葡萄糖转运体1、4在细胞膜、细胞内质膜上的表达量较对照组显著增加.缺氧组葡萄糖转运体4 mRNA显著高于对照组,葡萄糖转运体1 mRNA水平变化不显著.结论表达增强,细胞膜与细胞内质膜上转运体密度均增加是缺氧习服后大鼠骨骼肌葡萄糖转运体的变化特点,是缺氧习服后骨骼肌葡萄糖摄取能力增强的重要原因之一.     

不同时间缺氧对脂肪细胞炎症因子表达的影响

目的:探讨不同时间缺氧孵育后脂肪细胞炎症因子TNF-α和MCP-1表达的变化。方法:常氧(21%O2)和缺氧(1%O2)4、8、16 h孵育脂肪细胞,免疫印迹法检测葡萄糖转运子1(GLUT1)的表达,Real-time PCR法测定脂肪细胞TNF-α和MCP-1基因表达。结果:与常氧组相比,缺氧孵育的脂肪细胞GLUT1蛋白和TNF-α、MCP-1基因的表达均升高(P=0.002、P=0.016),并且随着缺氧时间的延长而显著升高。结论:缺氧造成脂肪细胞GLUT1和TNF-α、MCP-1的表达升高,缺氧时间越长,升高越明显。     

N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶V表达下调可通过GLUT1的糖基化改变和活性下降引起人肝癌SMMC-7721细胞内质网应激

目的初步探讨N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶V（GnT-V）表达下调的人肝癌细胞SMMC-7721中引起内质网应激的机制。方法利用RT-PCR检测SMMC-7721（以下简称7721）细胞中葡萄糖转运蛋白（GLUT）的表达情况，利用Westernblot、免疫沉淀及凝集素印迹分析检测转染了反义GnT-V的SMMC-7721细胞（以下简称As／7721）以及转染空质粒pcDNA3的SMMC-7721细胞（以下简称Mock／7721）中GLUTl的N-糖链变化，利用葡萄糖摄取率分析来检测以上3种细胞中GLUT1葡萄糖转运活性的变化。结果在As／7721细胞中GLUTl的N-糖链糖基化水平较Mock／7721明显下降，而且其GLUT1的葡萄糖转运活性也较Mock／7721细胞明显下降。结论葡萄糖转运蛋白GLUT1N-糖基化的改变和转运活性的下降可能是GnT-V表达下调的SMMC-7721细胞中引起内质网应激的机制之一。     

高糖刺激对体外培养大鼠肾小球系膜细胞表达TGF-β_1和PDGF-BB的影响

目的探讨高糖刺激对体外培养的大鼠肾小球系膜细胞(HBZY-1)表达转化生子因子(TGF-β1)和血小板源性生长因子(PDGF-BB)的影响。方法体外培养大鼠肾小球系膜细胞,传代后分为正常组(葡萄糖浓度为5.6mmol/L)、高糖A组(葡萄糖浓度为15mmol/L)、高糖B组(葡萄糖浓度为30mmol/L),分别培养12h、24h、48h后,应用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)测定各组细胞TGF-β1和PDGF-BB mRNA的表达水平,应用免疫细胞化学法检测各组细胞中TGF-β1和PDGF-BB蛋白的表达。结果①正常组细胞可表达TGF-β1及PDGF-BB;②与正常组相比,高糖各组细胞TGF-β1和PDGF-BB的mRNA及蛋白表达均升高(P<0.01);③与高糖A组比较,高糖B组系膜细胞中TGF-β1和PDGF-BB的mRNA及蛋白表达均升高(P<0.01)。结论高糖刺激可以上调大鼠肾小球系膜细胞TGF-β1和PDGF-BB的表达。     

α-生育酚抑制高糖诱导大鼠系膜细胞AP-1活性及TGF β1表达

目的　研究α 生育酚对高糖诱导肾小球系膜细胞转录激活蛋白 1(AP 1)和转化生长因子 β1(TGF β1)的影响 ,探讨抗氧化剂治疗糖尿病肾病的机制。方法　采用凝胶迁移率实验 (Gelshiftassay)和超迁移率实验(Gelsupershiftassay)检测不同浓度及不同时间下葡萄糖对系膜细胞AP 1活性的影响、AP 1二聚体中Jun和Fos成分的变化、Western杂交检测TGF β1蛋白表达水平以及抗氧化剂α 生育酚对上述指标的影响。结果　高糖呈浓度和时间依赖性激活系膜细胞AP 1活性 ,AP 1二聚体中JunD、Fos参与这一作用。同时 ,葡萄糖增加系膜细胞TGF β1蛋白表达。加入α 生育酚预处理系膜细胞后 ,葡萄糖诱导的AP 1活性和TGF β1表达水平降低。结论　α 生育酚抑制高糖诱导的系膜细胞AP 1活性及TGF β1表达可能是其作为抗氧化剂治疗糖尿病肾病的分子机制之一     

脂联素对L6大鼠骨骼肌细胞葡萄糖摄取的影响

目的观察脂联素对L6大鼠骨骼肌细胞基础及胰岛素诱导的葡萄糖摄取的影响。方法1. 将L6细胞分为脂联素处理组（脂联素刺激30?min）、胰岛素处理组（10?nmol/L胰岛素刺激20?mi n）和对照组。处理后分别测定各组细胞的葡萄糖摄取率。2. 将稳定表达葡萄糖转运子4（Gluosetransporter 4, GLUT4）的L6细胞(L6 GLUT4细胞)分为6组：① 对照组; ② 脂联素处理组：脂联素刺激30?min;③ 低浓度胰岛素处理组：0.1?nmol/L胰岛素刺激20?min; ④ 高浓度胰岛素组：10?nmol/L胰岛素刺激20?min; ⑤ 脂联素预处理+低浓度胰岛素组：脂联素预处理30?min,0.1?nmol/L胰岛素刺激20?min; ⑥ 脂联素预处理+高浓度胰岛素组：脂联素预处理30?min,10?nmol/L胰岛素处理20?min。处理后分别测定各组细胞的葡萄糖摄取率及GLUT4细胞膜含量。结果L6细胞：脂联素处理组葡萄糖摄取率与对照组差异无统计学意义(P＞0.05) 。L6 GLUT4细胞：① 脂联素处理组细胞膜GLUT4含量、葡萄糖摄取率与对照组差异均无统计学意义(P均＞0.05);②　低浓度胰岛素处理组细胞膜GLUT4含量、葡萄糖摄取率均显著高于对照组（P均＜0.01）;脂联素预处理+低浓度胰岛素组细胞膜GLUT4含量、葡萄糖摄取率均显著高于脂联素处理组（P均＜0.01）以及低浓度胰岛素处理组（P均＜0.01）;③　高浓度胰岛素处理组葡萄糖摄取率、细胞膜GLUT4含量均显著高于低浓度胰岛素处理组（P＜0.05,P＜0.01）;脂联素预处理+高浓度胰岛素组与脂联素预处理+低浓度胰岛素组比较,葡萄糖摄取率显著升高（P＜0.05）,而GLUT4细胞膜含量升高不显著（P＞0.05）;脂联素预处理+高浓度胰岛素组葡萄糖摄取率显著高于单纯高浓度胰岛素组（P＜0.01）,而GLUT4细胞膜含量差异无统计学意义（P＞0.05）。结论① 脂联素对骨骼肌细胞的葡萄糖基础摄取无明显影响;② 脂联素本身不足以诱导骨骼肌细胞的GLUT4细胞膜转位及葡萄糖摄取;③ 脂联素可增加胰岛素诱导的骨骼肌细胞的葡萄糖摄取,其机制可能与加强胰岛素诱导的GLUT4细胞膜转位以及增加细胞膜GLUT4对葡萄糖的转运效率有关。     

益肾化浊注射液对高糖培养肾小球系膜细胞表达FN及PAI-1 mRNA的影响

观察高糖对体外培养肾小球系膜细胞表达纤维连接蛋自 (FN)、纤溶酶原激活物抑制物(PAI 1)mRNA以及细胞增殖、分泌FN的影响 ,同时观察益肾化浊注射液对高糖引起上述各指标变化的影响。采用体外培养肾小球系膜细胞方法 ,用高糖及益肾化浊注射液作为刺激物 ,四甲基偶氮唑盐微量酶比色法 (MTT)检测细胞增殖 ,酶联免疫吸附测定法 (ELISA)测定细胞上清FN含量 ,Northem杂交检测FN、PAI 1mRNA表达水平。结果表明 ,高糖可促进分泌FN ,上调PAI 1mRNA的表达 ,明显抑制系膜细胞的增殖 ;而益肾化浊注射液可缓解高糖所引起的上述指标的改变 ,并可下调FNmRNA的表达。