高糖对糖尿病患者内皮祖细胞增殖凋亡的影响及其机制探讨

目的：了解葡萄糖对糖尿病患者内皮祖细胞（EPCs）增殖及凋亡的影响，并探讨其可能机制。方法：以不同浓度葡萄糖分别作用于25例正常人(对照组)和25例2型糖尿病患者(糖尿病组)EPCs，MTT法检测其增殖，Annexin-V/PI法检测其凋亡。RT-PCR法检测bcl-2和bax的表达水平。结果：33 mmol/L葡萄糖使糖尿病组和对照组EPCs增殖率均减低，凋亡率增高；且能使糖尿病组和对照组EPCs表达bax增强，bcl-2表达无明显改变。而5 mmol/L葡萄糖作用下糖尿病组和对照组EPCs增殖率、凋亡率及bax和bcl-2表达无明显改变。结论：高糖使EPCs增殖功能减弱，凋亡增加，bax表达增加可能是其机制之一。     

高糖高脂对人脐带间充质干细胞增殖及凋亡的影响

背景：研究证实,间充质干细胞移植进入糖尿病患者体内后,疗效受多种因素影响,其中血糖、血脂起着关键作用。 目的：模拟糖尿病患者体内高糖高脂环境,进一步验证高糖高脂对体外培养脐带间充质干细胞的影响。 方法：葡萄糖和软质酸不同浓度分别体外干预人脐带间充质干细胞,分为对照组、低糖组、低脂组、低糖低脂组、高糖组、高脂组及高糖高脂组。干预48 h后通过CCK-8方法酶标仪测定细胞增殖,Annexin-V/PI方法流式细胞仪检测各组细胞的凋亡情况。 结果与结论：在高糖高脂的条件下,短期培养后细胞增殖及凋亡明显改变,与对照组相比,人脐带间充质干细胞增殖率明显减低(P < 0.01)、凋亡率明显增高(P < 0.01),且随着血糖血脂浓度的增加,人脐带间充质干细胞增殖率明显受到抑制,凋亡率明显上升;低糖低脂组和高脂组均抑制细胞增殖(均P < 0.05),促进细胞凋亡(均P < 0.01),高糖则促进人脐带间充质干细胞生长(P < 0.01)。结果提示,糖尿病患者体内处于高糖高脂状态,将抑制脐带间充质干细胞的生长。在间充质干细胞移植之前,控制患者血糖血脂水平,将更有利于干细胞在体内发挥作用。     

高糖对大鼠晚期内皮祖细胞增殖、迁移、黏附及分泌功能的影响

目的: 探讨不同浓度葡萄糖对骨髓来源的晚期内皮祖细胞(EPCs)增殖、迁移、黏附及分泌功能的影响。方法: 密度梯度法获取大鼠骨髓单个核细胞,体外培养EPCs并进行鉴定。以传至第3代的EPCs,即晚期EPCs为靶细胞,分别给予不同浓度的葡萄糖(5、10、20、40 mmol/L)干预,采用MTT比色法、改良的Boyden小室、黏附能力测定实验及ELISA检测高糖对EPCs增殖、迁移、黏附及分泌单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)和白细胞介素-8(IL-8)的影响。结果: 与5 mmol/L葡萄糖组(正常浓度组)相比,10 mmol/L﹑20 mmol/L和40 mmol/L葡萄糖处理可浓度依赖性地降低晚期EPCs的增殖、迁移能力。40 mmol/L葡萄糖处理有效地抑制了晚期EPCs的黏附,促进MCP-1和IL-8的释放。结论: 高糖抑制晚期EPCs的增殖、迁移和黏附能力,促进EPCs释放炎症细胞因子。     

糖基化终末产物对大鼠骨髓来源内皮祖细胞增殖、凋亡和管腔形成的影响

目的:观察糖基化终末产物(AGEs)对骨髓来源内皮祖细胞(EPCs)动员及生物功能的影响。方法:采用不同浓度牛血清白蛋白糖基化终末产物(BSA-AGEs)(50～200mg/L)分别作用EPCs(0～24h),检测EPCs的增殖、凋亡及管腔形成能力的变化。结果:随着AGEs浓度增加及作用时间的延长,EPCs的凋亡率升高,而增殖及管腔形成能力降低(P<0.05)。结论:AGEs对EPCs的存活和增殖具有损害作用,而且还对EPCs功能有破坏作用。     

高游离脂肪酸通过FOXO1途径抑制内皮祖细胞增殖并促进其凋亡

目的: 研究高游离脂肪酸(FFA)对糖尿病患者内皮祖细胞(EPCs)增殖及凋亡的影响,评价FFA在糖尿病血管并发症中的可能作用。方法: 分离培养2型糖尿病患者EPCs(DM组)和正常对照组EPCs(对照组),加入不同浓度(0、10和50 mmol/L)的FFA。MTT法检测EPCs增殖,Annexin-V/PI法检测其凋亡。RT-PCR法和Western blotting法检测核转录因子FOXO1的表达水平。结果: 随着FFA浓度的增加,DM组和对照组EPCs增殖率明显下降,而凋亡率明显增加,差异均显著(P＜0.05)。相同FFA浓度下,DM组增殖率低于对照组(P＜0.05)。随着FFA浓度的增加,DM组和对照组FOXO1的mRNA表达逐渐降低,差异显著(P＜0.05)。结论: 高FFA可能通过FOXO1途径抑制EPCs增殖并诱导其凋亡,可能在糖尿病血管并发症的发生中发挥作用。     

茶多酚对2型糖尿病患者外周血早期内皮祖细胞衰老及氧自由基损伤的影响

目的:通过体外诱导培养2型糖尿病(T2DM)患者外周血早期内皮祖细胞(earlyEPC),观察茶多酚(TP)对其衰老和氧自由基损伤的影响。方法:分别采集20例T2DM患者及15例正常对照人群外周血各20ml,获取单个核细胞后,在包被有纤维连接蛋白(FN)的培养板中加入含有血管内皮生长因子(VEGF)等的M199培养基,诱导earlyEPC分化,于第6天加入不同浓度TP干预24h后,测定earlyEPC衰老情况及丙二醛(MDA)含量。结果:两组样本分别给予TP(1mg/L、10mg/L、100mg/L)干预后,earlyEPC的衰老细胞明显减少(P<0.01),MDA含量明显降低(P<0.05),但TP对实验组earlyEPC的衰老和MDA改善情况不如对照组明显(P<0.05);100mg/L的TP对T2DM患者MDA的改善效果不明显(P>0.05)。结论:适宜浓度TP能够不同程度改善T2DM患者earlyEPC的衰老及氧自由基损伤。     

雷帕霉素对高糖诱导的大鼠肾系膜细胞增殖、凋亡和细胞周期的影响

目的:评价雷帕霉素对高糖诱导的肾系膜细胞增殖、凋亡和细胞周期的影响,探讨其在糖尿病肾病防治中的意义。方法:体外培养的大鼠肾小球系膜细胞株HBZY-1 分为:正常对照组、高糖组、高糖加不同浓度的雷帕霉素组,应用CCK-8 法观察细胞增殖的变化;流式细胞术检测各组细胞的细胞周期和凋亡情况;Real-time PCR 法检测各组细胞中血管紧张素 (ANG )、转化生长因子β1(TGF-β1)和血管内皮生长因子(VEGF)的表达水平。结果:高糖诱导下HBZY-1 的增殖水平明显上升,凋亡水平下降,ANG ,TGF-β1 和VEGF 的表达水平上升,而雷帕霉素具有明显抑制作用,且有剂量依赖性,并下调ANG ,TGF-β1 和VEGF 的表达;对于细胞周期,高糖组的S 期细胞明显高于正常组(P<0.05);雷帕霉素干预后,S 期细胞比例减少(P<0.05)。结论:雷帕霉素能够抑制高糖状态下HBZY-1 的增殖,促进其凋亡及导致G1/ S 期阻滞,同时下调ANG ,TGF-1β和VEGF 的表达。     

白藜芦醇对于外周血内皮祖细胞体外增殖分化的影响

目的:观察白藜芦醇对内皮祖细胞体外扩增分化过程中内皮系基因的表达及粘附、迁移功能的影响。方法:密度梯度离心法获得人外周血单个核细胞,在向内皮祖细胞诱导分化的同时,加入不同浓度的白藜芦醇(1、5、15、60μM)干预7天,随后采用流式细胞术观察CD34、CD31、KDR基因的表达;用RT-PCR和ELISA方法检测干预后内皮型一氧化氮合成酶的表达;同时测定干预后细胞的粘附和迁移功能。结果:低浓度白藜芦醇(5μM)不同程度促进内皮祖细胞增殖分化中CD34、CD31、KDR的表达,上调eNOS的mRNA和蛋白水平表达,并促进内皮祖细胞粘附和迁移功能;而高浓度白藜芦醇(60μM)则不同程度下调CD34、CD31、KDR、eNOS的表达和抑制粘附、迁移功能。结论:低浓度白藜芦醇可促进外周血内皮祖细胞内皮系基因的表达,并且促进其粘附和迁移,而高浓度则产生相反的作用。     

原花青素单一活性成分B2对高糖作用下人内皮祖细胞的保护作用

目的:研究原花青素单一活性成分B2(PC-B2)对高糖环境下人内皮祖细胞(EPCs)的保护作用及其作用机制。方法:从健康人外周血中分离诱导培养人EPCs,并进行鉴定。将EPCs分为control组(PBS处理)、高渗对照组(25 mmol/L甘露醇处理)、高浓度30 mmol/L葡萄糖作用组以及不同浓度(2、10和50 mg/L)PC-B2与30 mmol/L葡萄糖共处理组。使用CCK-8法检测各组中EPCs活力的变化;同时检测各组EPCs中乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和还原型谷胱甘肽(GSH)水平;ELISA方法检测各组EPCs上清中一氧化氮(NO)、内皮素-1(ET-1)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)和血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)的含量变化;流式细胞术检测各组中EPCs活性氧簇(ROS)生成和凋亡率变化;Western blot检测血管内皮生长因子(VEGF)和血管内皮生长因子受体-2(VEGFR-2)的表达情况。结果:与control组相比,高糖作用组中人EPCs的活力显著下降(P0.05);LDH漏出量以及MDA、ET-1、ICAM-1和VCAM-1含量均显著升高(P0.05);而SOD和GSH活性以及NO含量显著降低(P0.05);细胞中ROS含量和凋亡率显著上升(P0.05);EPCs中VEGF和VEGFR-2表达量显著降低(P0.05)。与高糖作用组相比,不同浓度PC-B2作用组EPCs活力均明显回升(P0.05);LDH漏出量以及MDA、ET-1、ICAM-1和VCAM-1含量均逐渐下降(P0.05);SOD和GSH活性以及NO含量均显著上升(P0.05);细胞中ROS生成和凋亡率逐渐下降(P0.05);而EPCs中VEGF和VEGFR-2表达量也随之逐渐上升,并具有浓度依赖性(P0.05)。结论:PC-B2能够提升高糖作用下人EPCs活力,减少高糖引起的氧化损伤,恢复EPCs正常功能,降低高糖诱导的炎症因子和细胞凋亡,从而对人EPCs发挥保护作用,并可通过诱导VEGFR-2和VEGF表达发挥作用。     

人外周血内皮祖细胞的分离、培养和扩增

目的:改进从人外周血中分离、培养和体外扩增血管内皮祖细胞(EPC)的方法。方法:采用不同淋巴细胞分离液,用密度梯度离心法从外周血分离EPC;用CD34免疫磁性活化细胞分选系统(MACS)分离CD34 细胞;分别培养在包被和不包被有人纤维连接蛋白(HFN)的培养板内;采用细胞免疫化学法检测内皮细胞表面标志CD31、CD34和vWF的表达。结果:从成人外周血可分离获得EPC;不同的分离条件可影响获得EPC的数量和质量,HFN对EPC的生长有促进作用。结论:进一步改进从人外周血分离获取EPC并行体外扩增的方法,为EPC的研究奠定了基础。     

Effects of high glucose plus high insulin on proliferation and apoptosis of mouse endothelial progenitor cells

Objective:  To study the effects of high glucose plus high insulin (GI) on proliferation, apoptosis, morphology and differentiation of endothelial progenitor cells (EPC). Methods:  EPC were isolated and identified by magnetic cell sorting and flow cytometry. EPC proliferation and apoptosis were measured by MTT assay and Annexin-V/PI double labeling, respectively. Cell proliferation- and apoptosis-related factors were examined by Western blotting. Results:  Seven days after GI treatment, EPC were arrested at the G₀/G₁ phase. Treatment with high glucose alone (HG) or GI but not HI (high insulin alone) decreased EPC proliferation and their expression of cyclin E, cdk2 and PCNA compared to control. The inhibitory effects of HG on EPC proliferation and growth-related proteins were more significant than those of GI. HG, GI and HI promoted EPC apoptosis along with caspase-3 overexpression. Conclusion:  The result indicated that GI-induced apoptosis and growth inhibition might be one of mechanisms of EPC reduction and dysfunction in diabetes. Received 17 June 2008; accepted by I. Ahnfeld-R?nne 10 July 2008 W. Zhang, X. Wang: These authors contributed equally.     

体外高浓度葡萄糖培养及黄芪干预人外周血内皮祖细胞的数量和增殖与分化

背景：内皮祖细胞数量及功能受损是糖尿病血管并发症发生发展的重要环节,黄芪对多种原因引起内皮功能障碍具有保护作用,可以有效保护血管内皮功能。 目的：观察高浓度葡萄糖及黄芪干预对人外周血内皮祖细胞数量、增殖及分化影响。 方法：不同浓度葡萄糖孵育内皮祖细胞24 h以及30 mmol/L葡萄糖孵育内皮祖细胞不同时间;内皮祖细胞经20 g/L黄芪预处理24 h后,再加入30 mmol/L葡萄糖培养24 h。 结果与结论：高葡萄糖以浓度及时间依赖方式减少内皮祖细胞的数量,降低内皮祖细胞的增殖及向内皮细胞系分化能力(P  < 0.05或0.01),给予黄芪预处理后,内皮祖细胞数量明显增加,增殖及向内皮细胞系分化能力明显增强(P < 0.05或0.01)。提示高葡萄糖以浓度及时间依赖方式减少外周血内皮祖细胞数量,降低内皮祖细胞的增殖及向内皮细胞系分化能力,黄芪可以改善高葡萄糖对内皮祖细胞的损伤作用。     

人外周血内皮祖细胞培养方法的建立

背景：成人外周血来源丰富,但内皮祖细胞含量较少,为使其能够更好的应用于组织工程及细胞治疗,有必要建立外周血内皮祖细胞成熟、稳定的体外扩增体系。 目的：建立稳定的人外周血分离、培养和体外扩增血管内皮祖细胞的方法。 方法：应用密度梯度离心法,获取外周血单个核细胞,将分选后细胞接种于预先包埋了人纤维连接蛋白的培养板上,加入内皮祖细胞专用培养基中培养3 d后,洗掉非贴壁细胞,培养至第6天,收集贴壁细胞,应用倒置显微镜和苏木精-伊红染色进行细胞形态学观察;采用MTT法和细胞计数测定第1,3代细胞生长曲线;应用流式细胞仪测定祖细胞和内皮细胞系标志,对培养的细胞进行鉴定。 结果与结论：细胞生长曲线测定表明接种后第3天细胞进入指数增生期,至第6天进入平台期,随着传代次数的增加,细胞增殖速度变慢,同时表达干细胞表面标志CD34、CD133和内皮细胞表面标志血管性血友病因子、血管内皮生长因子受体2。证明人外周血可以分离培养内皮祖细胞。     

巴曲酶可影响人外周血内皮祖细胞定向分化及增殖能力

背景：近年来内皮祖细胞促进机体血管新生方面的重要作用已形成共识,但内皮祖细胞的定向分化和扩增的问题是影响其疗效和广泛开展的主要原因。 目的：观察人外周血内皮祖细胞体外分离、纯化、扩增和诱导分化为内皮细胞的可行性。 方法：用密度梯度离心法从外周血获取单个核细胞,接种于包被有人纤维连接蛋白的细胞培养板中,培养6 d后,收集贴壁细胞。以血管内皮细胞生长因子和碱性成纤维细胞生长因子对贴壁细胞进行诱导培养。另外,分别以0.05,0.1,0.2 BU/mL巴曲酶培养贴壁细胞,观察内皮祖细胞的增殖能力。 结果与结论：经血管内皮细胞生长因子和碱性成纤维细胞生长因子诱导后的细胞形态上表现内皮细胞特征,经流式细胞仪测定表达血管内皮细胞特有表面标志CD31和vWF,说明诱导后的细胞为内皮细胞。巴曲酶在体外培养条件下可增加血内皮祖细胞的数量,以0.1 BU/mL浓度作用显著,且作用时间与血内皮祖细胞增殖能力的改善呈正相关。     

人外周血单个核细胞来源内皮祖细胞的生物学性状

目的 探讨从成人外周血单个核细胞中分离、培养内皮祖细胞（EPCs）的方法以及EPCs的生物学特征。方法 密度梯度离心法获得单个核细胞（MNCs），种植于纤连蛋白包被的培养板中。每2h去除1次未黏附细胞共2次，然后隔日换液1次，7d后计数早期集落。每例血样均分为2等份，1份在获得早期集落后进行实验；另1份持续培养至晚期集落出现进行相同实验。流式细胞技术检测细胞表面抗原表达，ELISA法测定上清液中血管内皮生长因子（VEGF）浓度。胶原凝胶细胞种植实验测定体外血管生成功能。结果 早期集落中心为圆形细胞，周边是放射状排列的纺锤形细胞，再种植不能形成第二代集落且无体外血管形成功能，细胞表面主要表达CD14和CD45，培养上清液中可测到高浓度的VEGF。晚期集落在培养21至28d间出现，再种植可形成第二代内皮细胞集落，并能在胶原凝胶中形成管腔样结构。其构成细胞与早期集落相比CD45、CD14表达显著减少（P<0.001）而CD146表达明显增加（P<0.01）。结论 人外周血单个核细胞在内皮培养条件下可形成早期和晚期集落，构成早期集落的绝大多数细胞属于单核细胞系列，可分泌VEGF但不能分化成内皮细胞，晚期集落具有内皮祖细胞的形态和生物学特征。     

人外周血内皮祖细胞的分离、培养及鉴定

背景：内皮祖细胞是成熟内皮细胞的前体细胞,具有新生血管和新生内皮化作用,在许多方面均有广泛应用前景,但其生物学特征及鉴定方法仍存争议。 目的：探索从人外周血分离培养内皮祖细胞的方法并鉴定其生物学特征。 方法：外周采血后应用密度梯度离心法分离成人外周血单核细胞,在内皮细胞全培养基重悬后接种于纤维连接蛋白包被的培养瓶中,体外培养扩增获取人内皮祖细胞并观察其形态变化、生长增殖潜能及细胞表面抗原表达情况,并通过细胞一氧化氮分泌功能测定及体外血管形成实验检测其功能学特征。 结果与结论：体外诱导培养后,六七天形成纺锤样细胞簇,两三周黏附细胞发育形成鹅卵石样外观细胞,逐渐融合呈外生性生长。在相同培养条件下,与人主动脉内皮细胞相比人内皮祖细胞具有高的增殖潜能。人内皮祖细胞表达CD31、CD34、CD144、KDR,表现为典型内皮细胞系表型,此外细胞可摄取ac-LDL并结合UEA-Ⅰ。在功能上内皮祖细胞可分泌一氧化氮并可在Matrigel中形成管腔样结构。提示通过密度梯度离心法分离人外周血单核细胞体外黏附诱导培养可获取人外周血内皮祖细胞;细胞形态、增殖能力、生物表型特征结合细胞功能学的综合性鉴定方法用于内皮祖细胞的鉴定具有一定意义。     

外周血内皮祖细胞移植对肢体缺血的改善作用

背景：内皮祖细胞移植为肢体缺血的治疗提供了新的选择。 目的：研究人外周血来源内皮祖细胞移植对改善肢体缺血的作用。 方法：采用Ficoll密度梯度离心法获取人外周血单个核细胞,体外诱导扩增6 d后,检测其内皮祖细胞特异性标志的表达,并将荧光染料标记后的贴壁细胞通过缺血局部多点注射移植到后肢缺血的裸鼠动物模型体内,以评价其治疗效果。  结果与结论：从人外周血单个核细胞诱导出的贴壁细胞可表达内皮祖细胞特异性标志物CD133、CD34和血管内皮生长因子受体2,说明从人外周血单个核细胞中可诱导出内皮祖细胞。移植内皮祖细胞后裸鼠缺血后肢的坏死情况和毛细血管密度均明显改善(P < 0.05);在缺血后肢肌肉石蜡切片中可见分散不均的红色和黄绿色荧光标记的内皮祖细胞的掺入。表明移植的内皮祖细胞可以定向整合到缺血局部,改善裸鼠的后肢缺血。     

外周血中血管内皮前体细胞的分离和鉴定

新血管的形成主要有两种方式,一是血管形成(vasculogenesis),即造血血管母细胞(hemangioblast)原位分化成内皮细胞并形成原始毛细血管丛的过程;二是血管新生(angiogenesis),指由已存在的血管以出芽的方式形成新血管的过程。一直以来,人们认为血管形成只发生于胚胎发育时期,在出生后并不存在。1997年,Asahara等发现在人的外周血中存在血管内皮前体细胞(endothelial progenitor cells,EPC),