钴原卟啉诱导血红素氧化酶-1表达上调对异种移植胰岛的保护作用

目的 研究不同浓度钴原卟啉(CoPP)与其诱导胰岛细胞血红素氧化酶-1(HO-1)表达的效应关系,探讨HO-1表达上调对异种移植胰岛的保护作用.方法 将分离和纯化的供者胰岛随机分为5组(A、B、C、D和E组),分别置于含有不同摩尔浓度CoPP的培养液中诱导,5组CoPP的浓度依次为0、5、25、50和75 mmol/L.检测各组胰岛细胞中HO-1mRNA和HO-1蛋白表达情况,并测定体外胰岛素释放水平,筛选出能诱导HO-1表达上调幅度最高的CoPP合适浓度.再将受者分为研究组和对照组(每组8只),对照组移植未经CoPP诱导的供者胰岛细胞;研究组移植经合适浓度CoPP诱导的供者胰岛细胞,术后每天监测受者血糖和排斥反应情况.结果 D组HO-1mRNA、蛋白表达上调幅度以及胰岛素分泌量均高于其他4组,差异均有统计学意义(P＜0.05),诱导胰岛细胞HO-1上调幅度最高的CoPP浓度为50 mmol/L.研究组受者移植D组供者胰岛后,维持正常血糖的时间为(14.63±1.19)d,对照组为(9.88±2.17)d,两组比较,差异有统计学意义(P＜0.01).结论 在异种胰岛移植中,经50 mmol/L的CoPP体外诱导供者胰岛HO-1表达上调幅度最高;HO-1的表达上调可以促进移植胰岛的功能恢复,抑制排斥反应,延长移植胰岛的存活时间.     

新生猪Sertoli细胞与大鼠胰岛细胞联合移植延长大鼠移植胰岛的存活时间

目的 探讨新生猪Sertoli细胞(NPSCs)与大鼠胰岛细胞联合移植对延长大鼠同种异体胰岛移植物存活时间的作用及其主要的机制.方法 将糖尿病Wistar大鼠随机分为3组.(1)单纯移植组(n=6):单纯移植1500个胰岛当量(IEQ)的SD大鼠胰岛细胞至糖尿病大鼠的左肾包膜下;(2)分侧移植组(n=4):将1500个IEQ的SD大鼠胰岛细胞移植到糖尿病大鼠的左肾包膜下,同时将1×10~7个NPSCs移植到糖尿病大鼠的右肾包膜下;(3)混合移植组(n=6):将1500个IEQ的SD大鼠胰岛细胞和1×10~7个NPSCs混合移植到糖尿病大鼠的左肾包膜下.移植后每天监测各组的血糖水平,以了解移植物的存活时间;移植后发生排斥反应时获取移植物标本,行HE和免疫组织化学染色,观察移植物中CD3~+T淋巴细胞浸润情况及细胞凋亡调控基因(Bcl-2)和血红素氧合酶1(HO-1)基因的表达水平.结果 单纯移植组、分侧移植组和混合移植组胰岛移植物存活时间分别为(5.7±1.0)d、(5.3±0.5)d和(16.3±1.4)d,混合移植组存活时间较其他两组显著延长(P<0.05).单纯移植组移植区可见大量淋巴细胞浸润,主要为CD3+T淋巴细胞;混合移植组移植区Bcl-2基因呈高表达;各组移植区HO-1基因均有表达,差异不明显.结论 NPSCs与大鼠胰岛细胞联合移植可以延长大鼠同种异体胰岛移植物的存活时间,其机制可能与NPSCs抑制移植物淋巴细胞浸润、促进Bcl-2基因高表达的局部免疫调节作用有关.     

血红素加氧酶-1诱导性高表达保护异种移植胰岛功能的研究

目的 探讨通过钴原卟啉(cobalt protoporphyrin,CoPP)诱导供体胰岛血红素氧化酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)高表达对异种胰岛移植物的保护作用.方法 采用大鼠对小鼠胰岛移植模型,分为对照组、体内诱导组、体外诱导组、体内阻断组及体外阻断组5组,改良Gotoh法提取胰岛,移植于糖尿病模型小鼠的肾包膜下.比较各组受体移植后血糖维持正常时间,糖刺激试验检测胰岛功能,PCR和ELISA法分别检测移植物内和血清IL-10、TNF-α、IL-1β及INF-γ及其mRNA表达.分别以PCR和Western印迹法检测胰岛组织内HO-1mRNA及蛋白表达.病理学检查移植物淋巴细胞浸润情况.结果 对照组小鼠血糖维持正常时间为(9.33±1.37)d,与体内诱导组的(16.33±1.51)d及体外诱导组的(14.33±1.51)d相比差异有统计学意义(P<0.05),体内诱导组优于体外诱导组(P<0.05).受体阻断的两组血糖控制时间则与对照组相近,分别为:体内阻断组(9.67±1.03)d,体外阻断组(9.17±1.47)d.体内、外诱导组及对照组胰岛于低糖刺激下胰岛素分泌量差异无统计学意义(P>0.05),而高糖刺激下,体内诱导、体外诱导及对照组分别为:(187.68±19.93)、(137.22±11.73)及(91.25±12.64)μIU·ml~(-1)·10islets~(-1)·45 min~(-1),差异有统计学意义(P<0.05).移植后,接受经诱导处理的胰岛的两组小鼠血清IL-10含量[体内诱导(72.97±9.74)pg/ml、体外诱导(70.84±3.56)pg/ml]明显高于未处理组[(30.57±3.93)pg/ml]及阻断两组[体内阻断:(39.78±3.00)pg/ml、体外阻断:(35.42±4.30)pg/ml].两诱导组胰岛移植物的IL-10 mRNA表达强于对照及阻断两组.IFN-γ、TNF-α及IL-1β在各组间差异无统计学意义.体内、体外诱导两组HO-1mRNA、蛋白表达高于对照组,其中体内诱导组HO-1mRNA高于体外组,但两组HO-1蛋白表达相当.体内、外阻断组HO-1mRNA、蛋白表达与对照组相当.病理学检查示两诱导组移植物内淋巴细胞浸润少于对照及阻断两组. 结论 CoPP体内、外诱导He-1高表达可促进胰岛功能,延长移植物生存时间,体内诱导对异种移植胰岛保护效应强于体外诱导.     

血红素氧化酶-1保护异种胰岛移植物及机制研究

目的:探讨钴原卟啉(cobalt protoporphyrin,CoPP)诱导血红素氧化酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)过表达对异种胰岛移植物的保护作用及其可能的机制.方法:采用大鼠对受体鼠胰岛移植模型.按术前不同处理方式将分离纯化的胰岛随机分为3组:A组胰岛体外培养36 h;B组胰岛与50 mmol/L的HO-1诱导剂CoPP共培养36 h:C组胰岛与50 mmol/L的CoPP及50 mmol/L的诱导阻断剂锌原卟啉(zinc protoporphyrin,ZnPP)共培养36 h.RT-PCR及Western印迹法检测各组胰岛HO-1 mRNA及蛋白表达.受体鼠也随机分为3组,每组11只,分别接受上述3组胰岛;比较各组受体鼠血糖维持正常之时间.ELISA法检测受体鼠血清IFN-γ、TNF-γ、IL-10及IL-1γ的含量.结果:CoPP预处理可诱导胰岛HO-1 mRNA和蛋白过表达.B组受体鼠血糖维持正常时间为(14.63±1.19)d.与A组的(9.88±2.17)d及C组的(9.38±1.60)d相比,有显著差异(P＜0.01),而A、C两组间无显著差异(P＞0.05).B组受体鼠血清IL-10含量为(72.97±9.74)pg/mL,与A组的(30.57±3.94)pg/mL及C组的(45.55±8.26)pg/mL比较,差异有统计学意义,P值分别为0.005及0.02.而3组间血清IFN-γ、TNF-γ及IL-1γ含量无显著差异(P＞0.05).结论:CoPP体外诱导HO-1过表达对异种胰岛移植物具保护作用;该作用可能与IL-10有关.     

大鼠胰岛转染人血红素氧合酶-1基因对同种胰岛移植的影响

目的探讨大鼠胰岛转染人血红素氧合酶-1(HO-1)基因在胰岛移植中的潜在应用价值。方法采用携带人HO-1基因的腺病毒对新分离的SD大鼠胰岛细胞进行转染;对体外培养的胰岛细胞使用重组人肿瘤坏死因子α及放线菌酮诱导凋亡。使用流式细胞术检测凋亡率;每只链脲霉素诱导的糖尿病模型大鼠门静脉内置入约1200个胰岛当量的胰岛后,观察糖尿病大鼠血糖及体重变化;免疫组织化学法检测肝内移植胰岛细胞的胰岛素、HO-1蛋白表达及表达CD3抗原的淋巴细胞浸润情况。结果转染人HO-1基因的胰岛细胞凋亡率明显低于对照组(P<0.05);单纯胰岛细胞移植后移植物存活时间为(5.33±4.18)d,转染人HO-1基因的胰岛细胞移植后移植物存活时间为(10.56±4.33)d,两组比较,P<0.05;转染人HO-1基因的胰岛细胞培养48 h即见人HO-1蛋白表达;肝内移植7 d后移植物有人HO-1蛋白表达;移植胰岛周边及胰岛内淋巴细胞浸润程度较单纯胰岛移植组明显减轻。结论大鼠胰岛转染人HO-1基因能够增加体外培养胰岛细胞的抗凋亡能力,并能延长体内移植胰岛的存活时间,减轻淋巴细胞对胰岛的浸润。     

输注胰岛抗原特异性Treg细胞延长同系NOD小鼠移植胰岛的存活时间

目的 探讨输注胰岛抗原特异性调节性T淋巴细胞(Treg细胞)对非肥胖糖尿病(NOD)小鼠同系胰岛移植物存活时间的影响.方法·以未成熟树突状细胞(imDC)联合谷氨酸脱羧酶-65在体外诱导童贞T淋巴细胞分化成胰岛抗原特异性Treg细胞.以已发生糖尿病的NOD小鼠为受者,将分离得到的尚未进展为糖尿病的NOD小鼠的胰岛(500胰岛当量)移植至受者的肾包膜下,对照组不行移植,只观察血糖变化;单纯胰岛移植组只进行胰岛移植,不输注胰岛抗原特异性Treg细胞;实验组于术前1d静脉输注1×106个胰岛抗原特异性Treg细胞,然后进行胰岛移植.术后检测受者的血糖,以判断移植胰岛的存活时间,观察胰岛移植物的病理学变化.结果 对照组血糖持续高于11.1 mmol/L;单纯胰岛移植组小鼠的血糖于术后1～2 d降至正常,到7～17d时开始陆续升高,并维持在术前水平,移植物存活时间为(12.2±2.6)d;实验组小鼠的血糖于术后1～2 d降至正常,至第27天开始有小鼠血糖升高超过11.1 mmol/L,第43天时,所有小鼠的血糖均超过11.1mmol/L,移植物的存活时间为(35.2±4.3)d,明显长于单纯胰岛移植组(P＜0.01).单纯胰岛移植组的移植胰岛有明显的淋巴细胞浸润,并伴有胰岛细胞严重破坏,胰岛素染色未见完整的胰岛存在,仅有极少量残存的分泌胰岛素的胰岛细胞;实验组第15天时移植胰岛形态完整,仅有少量淋巴细胞浸润,分泌胰岛素的胰岛大量存在.结论 体外诱导产生的胰岛抗原特异性Treg细胞可以延缓自身免疫系统对移植胰岛的破坏,明显延长NOD小鼠移植胰岛的存活时间.     

磁共振成像监测大鼠肝脏内经超顺磁铁氧化物标记的胰岛移植物

目的 探讨磁共振成像(MRI)监测胰岛移植物的可行性.方法 在体外利用超顺磁铁氧化物(SPIO)标记大鼠胰岛,然后移植至用链佐星诱导的糖尿病大鼠肝脏内,同系移植标记组供、受者均为Wistar大鼠,同种移植标记组供者为Lewis大鼠,受者为Wistar大鼠.并设同系移植对照组(供、受者均为Wistar大鼠)和同种移植对照组(供者为Lewis大鼠,受者为Wistar大鼠),胰岛移植物未经SPIO标记.术后定期利用MRI监测肝内胰岛移植物,监测受者的血糖,并抽取动物,对其肝脏进行病理检查.结果 只有SPIO标记的胰岛移植物能被MRI检测到.经MRI检测,同系移植标记组术后第1、2、3周胰岛移植物的相对数量分别为(89.6±2.2)%、(87.5±14.4)%和(74.5±19.5)%,同种移植标记组术后第1、2、3周的相对数量分别为(43.2±17.2)%,(36.5±13.0)%和(26.5±17.4)%,组间相同时间点两两比较,差异有统计学意义(P<0.05).同系移植标记组血糖始终维持在正常水平,肝脏中能检测到胰岛素免疫组化和普鲁士蓝染色双阳性细胞;而同种移植标记组移植1周后的血糖水平超过16.8 mmol/L,肝脏中无法找到形态完整的胰岛.结论 MRI监测结果与血糖监测和病理检查结果一致,但它可直观、无创、连续地监测胰岛移植物在体内分布和存活情况.     

小鼠自体肝脏星状细胞联合同种异体胰岛细胞移植延长移植物存活时间的研究

目的 研究小鼠自体肝脏星状细胞联合同种异体胰岛细胞移植的新方法对胰岛移植物存活时间的作用.方法 选择雄性BALB/c小鼠为胰岛移植模型的供者,雄性C57BL/6糖尿病小鼠为受者.随机将受者分为A、B两组.A组:仅采用供者的胰岛细胞移植;B组:采用受者的肝脏星状细胞(HSCs)与供者胰岛细胞混合后共同移植.术后定期测定受者尾静脉血的血糖含量.结果 B组受者胰岛移植物的存活时间明显延长,血糖含量维持正常的中位时间为66 d(30～180 d),而A组血糖含量维持正常的中位时间为11 d(9～15 d),两组比较,差异有统计学意义(P＜0.001).结论 受者肝脏星状细胞能延长共同移植的同种异体胰岛移植物存活时间.     

体内诱导胰岛血红素加氧酶-1过表达对异种胰岛移植物的保护作用

胞浸润数量明显少于其他两组(P<0.05).结论 CoPP诱导HO-1过表达可延长异种胰岛移植物存活,其机制可能与IL-10免疫调节有关.     

激活型Akt1转染大鼠胰岛联合应用细胞毒T淋巴细胞相关抗原4免疫球蛋白延长异种胰岛移植存活

目的 观察激活型Akt1基因转染大鼠胰岛对异种胰岛移植功能和存活的影响.方法 提取大鼠胰岛培养转染,AO/EB和Tunel染色检测存活和凋亡;BALB/C糖尿病小鼠肾被膜下胰岛移植.分4组,实验组:Akt1转染胰岛联合应用细胞毒T淋巴细胞相关抗原4免疫球蛋白(CTLA-4Ig);Akt1组:移植Akt1转染的胰岛;未转染组:单纯胰岛移植,CTLA-4Ig组:单纯胰岛联合应用CTLA-4Ig;观察胰岛移植后功能存活时间和平均生存时间.结果 Akt1转染胰岛体外细胞抗凋亡生存率提高了25%;实验组移植物功能存活(32.5±6.6)d,平均生存时间(39.6±5.9)d比Akt1组(15.4±3.5)、(22.5±1.7)d和CTLA-4Ig组(18.7±4.5)、(21.7±3.5)d未转染组(4.5±2.8)、(6.8±3.1)d明显延长(P<0.05).结论 激活型Akt1转染大鼠胰岛联合应用CTLA-4Ig,可减少移植胰岛凋亡,延长异种胰岛移植物存活时间.     

钴卟啉诱导胰岛血红素加氧酶-1过表达的初步研究

目的 探讨钴卟啉腹腔注射诱导大鼠胰岛血红素加氧酶-1(Ho-1)过表达的量/效关系及其对胰岛功能的影响.方法 大鼠分为5组,A、B、C、D 4组分别在提取胰岛前24 h予腹腔注射2.5、5、7.5及10 mg/ks的钴卟啉溶液,对照组给予1.5 Inl生理盐水.改良Goth法提取胰岛,计数胰岛得率、估定纯度,real time-PCR和Western印迹法检测胰岛组织内Ho-1mRNA及蛋白表达,糖刺激试验评价胰岛功能.结果 C、D组大鼠在注射CoPP溶液后出现机体损伤,D组部分大鼠死亡.A、B、C及对照组胰岛得率及纯度差异无统计学意义(P＞0.05),B组Ho-1mRNA及蛋白表达量为4组中最高(B组Ho-1mRNA表达量达对照组的84.18倍).A、B及对照组胰岛于低糖刺激时,胰岛素分泌量差异无统计学意义(P＞0.05),而高糖刺激下,胰岛素分泌量以B组最高,差异有统计学意义[A、B及对照组分别为:(172.37±16.4)、(187.68±19.93)及(91.25±12.64)μIU·ml-1·10islets-1·45min-1,P＜0.05].结论 腹腔注射5 mg/kg体重钴卟啉相对安全,可大幅提高大鼠胰岛组织中HO-1的表达量,并能增强胰岛功能.     

血红素加氧酶1对白蛋白诱导肾小管上皮细胞凋亡的影响

目的 探讨血红素加氧酶1（HO-1）对白蛋白诱导肾小管上皮细胞凋亡的影响及其可能机制。 方法 体外培养大鼠肾小管上皮细胞（NRK-52E）为正常对照。白蛋白对照组加去脂的小牛血清白蛋白（BSA）30 g/L共同培养。干预组先加钴卟啉（Cobalt protoporphyrin IX,CoPP,血红素加氧酶1诱导剂）5 μmol/L,0.5 h后再加入BSA 30 g/L,作用24 h。四甲基偶氮唑盐（MTT）比色法检测CoPP对BSA抑制NRK-52E细胞增殖的影响。细胞免疫荧光染色检测细胞凋亡率。RT-PCR法检测凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax mRNA表达情况。 结果 与正常对照组比较,BSA对细胞增殖具有抑制作用并诱导细胞凋亡,差异有统计学意义（P < 0.05）,而CoPP对BSA引起的细胞毒性作用具有保护作用（P < 0.05）;BSA对照组HO-1 mRNA表达增加（0.44±0.06比0.39±0.05,P < 0.05),差异有统计学意义（P < 0.05）。CoPP预处理后,HO-1 mRNA表达（0.50±0.06）较BSA对照组增加（P < 0.05）。BSA可上调Bax mRNA表达(0.87±0.04比0.67±0.03,P < 0.05）及下调Bcl-2 mRNA的表达（0.25±0.04比0.42±0.02,P < 0.05),当加入CoPP预处理后可抑制上述改变（Bax mRNA：0.75±0.07,Bcl-2 mRNA：0.36±0.03,均P < 0.05）。 结论 BSA可显著增加细胞的凋亡率并直接调控凋亡相关蛋白mRNA的表达,CoPP可抑制上述BSA的作用。HO-1对BSA所致肾小管上皮细胞凋亡具有保护作用,可以抑制细胞凋亡。     

Cobalt-protoporphyrin treatment enhances murine isoislets engraftment

To study the effect of treatment with cobalt-protoporphyrin (CoPP) for the induction of the heme oxygenase-1 (HO-1) enzyme on islet engraftment donor mice received either a single intraperitoneal injection of CoPP (20 mg/kg body weight) 1 day prior to islet isolation or this injection plus a 9 day posttransplantation course of Copp. After a single injection of CoPP, the CoPP-induced islets contained higher HO-1 proteins than did the normal islets both at 12 (5.3 +/- 1.5 vs 0.1 +/- 0.1 ng/mg protein, P < .01) and at 30 hours (6.8 +/- 2.1 vs 0.4 +/- 0.3 ng/mg protein, P < .05), but not at 56 hours (1.9 +/- 0.8 vs 1.6 +/- 0.8 ng/mg protein, P > .05). In contrast, diabetic mice that received 75 CoPP-induced islets and a 9-day CoPP injection course posttransplantation showed better improvement in blood glucose levels and body weights than did the mice that only received CoPP-induced islets. Mice of both CoPP-treated groups displayed better improvement in glycemic control than mice that received control islets. At 8 weeks after transplantation, the insulin content of grafts from both CoPP groups was significantly higher than that in the control group. In conclusion, CoPP treatment for the induction of HO-1 enhances engraftment of islets in a syngeneic murine transplantation model.     

Cobalt-Protoporphyrin treatment renders islets tolerant to interleukin-1 beta suppression

This study examined whether treating donor mice with a single dose of cobalt protoporphyrin (CoPP) induced heme oxygenase-1 (HO-1) and protected islet cells from interleukin-1 beta (IL-1 beta) suppression. Islets were isolated from mice receiving a single dose of either CoPP (20 mg/kg of body weight, CoPP islets) or isotonic NaCl solution vehicle (control islets), 24 hours before isolation. Glucose-stimulated insulin secretion (GSIS) and insulin content (IC) of the islets were determined following incubation in the presence versus absence of murine IL-1 beta for 21 or 65 hours. The HO-1 protein level of CoPP-induced islets, as determined by an enzyme immunoassay, was significantly higher than that of control islets at 12 hours (P <.01) and 30 hours (P <.05), and returned to basal levels at 56 hours (P = NS). Following a 21-hour incubation with IL-1 beta, CoPP islets secreted significantly more insulin upon glucose stimulation and preserved significantly more IC than control islets. After 65-hour incubation with IL-1 beta, CoPP islets secreted significantly less insulin upon glucose stimulation than control islets and preserved significantly less IC compared to islets incubated without IL-1 beta. In conclusion, treatment with cobalt-protoporphyrin to induce heme oxygenase-1 protects islets against the suppressive effects of IL-1 beta.     

血红素氧合酶-1对移植的异种心脏的保护作用

目的探讨血红素氧合酶-1(HO-1)对移植的异种心脏的保护作用及其可能机制。方法应用NI H小鼠到Wistar大鼠颈部异位心脏移植模型,术前对供者分别用HO-1的诱导剂CoPP或HO-1的阻滞剂ZnPP进行处理,术后受者相应接受CoPP或ZnPP处理,部分受者同时接受环孢素A(CsA)处理,并设空白对照组和单用CsA组。分别用免疫组化、逆转录聚合酶链反应、Westernblot蛋白印迹杂交等检测移植心组织中HO-1、HO-1mRNA、凋亡蛋白酶-3以及信号传导与转录因子-3(STAT-3)的表达,测定心肌组织中HO-1的活性,采用原位末端标记法检测心肌细胞凋亡情况,比较不同处理因素之间的差异。结果单一接受CoPP者(CoPP组)移植心脏存活时间长于空白对照组及单一接受ZnPP者(P<0.01),但短于同时接受CoPP和CsA处理者(CoPP CsA组,P<0.01);CoPP组及CoPP CsA组HO-1、HO-1mRNA的表达及HO-1的活性均高于其余各组(P<0.01),其心肌细胞凋亡数和凋亡蛋白酶-3低于其余各组(P<0.05),而STAT-3高于其余各组(P<0.01)。结论CoPP诱导产生的HO-1可延长NI H小鼠到Wistar大鼠异种移植心脏的存活时间,该作用可能与STAT-3激活、凋亡蛋白酶-3受抑制而导致心肌细胞凋亡发生率下降有关。     

Prolonged allogeneic islet graft survival by protoporphyrins

Transplantation of islets of Langerhans in patients with type 1 diabetes allows for improved metabolic control and insulin independence. The need for chronic immunosuppression limits this procedure to selected patients with brittle diabetes. Definition of therapeutic strategies allowing permanent engraftment without the need for chronic immunosuppression could overcome such limitations. We tested the effect of the use of protoporphyrins (CoPP and FePP), powerful inducers of the cytoprotective protein heme-oxygenase 1 (HO-1), on allogeneic islet graft survival. Chemically induced diabetic C57BL/6 mice received DBA/2 islets. Treatment consisted in peritransplant administration of CoPP or saline. Islets were either cultured in the presence of FePP or vehicle before implant. Short-course administration of CoPP led to long-term islet allograft survival in a sizable proportion of recipients. Long-term graft-bearing animals rejected third-party islets while accepting a second set donor-specific graft permanently, without additional treatment. Preconditioning of islets with FePP by itself led to improved graft survival in untreated recipients, and provided additional advantage in CoPP-treated recipients, resulting in an increased proportion of long-term surviving grafts. Preconditioning of the graft with protoporphyrins prior to implant resulted in reduction of class II expression. Administration of protoporphyrins to the recipients of allogeneic islets also resulted in transient powerful immunosuppression with reduced lymphocyte proliferative responses, increased proportion of regulatory cells (CD4+CD25+), decreased mononuclear cell infiltrating the graft, paralleled by a systemic upregulation of HO-1 expression. All these mechanisms may have contributed to the induction of donor-specific hyporesponsiveness in a proportion of the protoporphyrin-treated animals.     

A single-dose of cobalt-protoporphyrin protects islet beta cells from glucocorticoid suppression

This study examined whether treating donor mice with a single-dose of cobalt protoporphyrin (CoPP) could induce heme oxygenase-1 (HO-1) and thus protect islet cells from suppression by high-dose glucocorticoid. Islets were isolated from mice receiving either a single dose of CoPP (20 mg/kg body weight) (CoPP-islets) or isotonic sodium chloride solution (control islets) at 24 hours before isolation. Following incubation in the absence or presence of methylprednisolone (100 and 1000 ng/mL) for 24 hours, glucose-stimulated insulin secretion and insulin content of cultured islets were determined. Data were expressed as the mean +/- standard error. HO-1 protein level of CoPP-islets was significantly higher than that of normal islets at 12 hours (P < .005) and 30 hours (P < .05) but not at 56 hours after CoPP administration (P = NS). The expression of CPP-32, an apoptosis inducer, was significantly inhibited in CoPP-islets at 24 hours after CoPP administration. Compared to the control islets, CoPP-islets secreted significantly more insulin in response to glucose stimulation following 24-hour incubation with 100 and 1000 ng/mL of methylprednisolone (P < .05 and P < .05). The insulin content of both control and CoPP-islets did not differ significantly after 24-hour incubation with methylprednisolone. In conclusion, a single-dose treatment with cobalt-protoporphyrin for the induction of heme oxygenase-1 protects islets against the suppressive effect of methylprednisolone.