格列喹酮促进C2C12细胞摄取葡萄糖

格列喹酮促进C2C12细胞摄取葡萄糖

小鼠成肌细胞株(C2C12) ,由德国乌尔姆大学刘跃飞教授惠赠。

DMEM 培养基（Gibco 产品，高糖型），胎牛血清（杭州四季青公司），马血清（Gibco产品），胰蛋白酶、DEPC、溴化乙锭（Sigma 公司），Trizol（Invitrogen 公司），逆转录酶MMLV 酶、Taq 酶（MBI 公司），GLUT4 及 -actin 引物由上海生工合成，100 bp LadderDNA Marker (Axyden 公司)，琼脂糖（Gibco 公司），3H -2-脱氧葡萄糖（Amersham 产品），格列喹酮（北京万辉双鹤药业），其它试剂均为国产分析纯。

2.2 方法

加入含 10%胎牛血清的DMEM 培养基，置于37℃、含5％CO2 的培养箱中培养，隔日换液，待细胞生长至70％~80％融合时按1：4 传代。

2.2.2 C2C12 诱导分化

2.2.3 葡萄糖氧化酶法检测细胞培养基中葡萄糖水平

2.2.4 采用四甲基偶氮唑盐法评估格列喹酮对C2C12 细胞增殖的影响

2.2.5 3H -2-脱氧葡萄糖摄取实验

2.2.6 RT-PCR 法检测GLUT4 mRNA 表达

2.3 统计学处理

应用 SPSS 13.0 软件包对实验数据进行统计，所有数据都用?x s 表示，采用one-wayANOVA 进行显著性检验，组间比较采用S-N-K 检验，以P 0.05 为差异有统计学意义。

3 结果

结果显示，干预12h 后，胰岛素组C2C12 细胞葡萄糖消耗量明显增加，高于空白组（12.34 0.55 vs 7.86 0.63，P 0.01），格列喹酮组细胞耗糖量亦明显增加（10.95 0.46 vs 7.86 0.63，P 0.01），格列喹酮+胰岛素组细胞耗糖量较胰岛素组增多（13.77 0.73 vs 12.34 0.55，P 0.01）。

3.2 格列喹酮对C2C12 细胞增殖的影响

3.3 格列喹酮对C2C12 细胞葡萄糖摄取的影响

3.4 格列喹酮对C2C12 细胞GLUT4 mRNA 表达的影响

4 讨论

格列喹酮作为第二代磺脲类药物，其主要作用是通过促进胰岛素分泌和增强胰岛素的外周作用来控制血糖，此外，它还具有广泛的胰腺外作用。Yarat 等[iii]研究显示，格列喹酮可显著减少糖尿病大鼠晶状体内非酶糖基化蛋白及总蛋白水平，显著增加谷胱甘肽水平。

Yanardag 等[iv]发现格列喹酮对糖尿病大鼠的肝脏损伤有保护效应。另有研究显示，格列喹酮能抑制糖基化终产物诱导的人肾系膜细胞（HRMC）正常 T 细胞表达分泌的调节活化蛋白（RANTES）的表达和分泌[v]，提示格列喹酮可降低具有较强趋化炎症细胞作用的RANTES水平从而可能在糖尿病肾病的防治中发挥一定的作用。

胰岛素抵抗是2 型糖尿病发病机制中一重要环节，经典定义是指需要超过正常量的胰岛素才能在胰岛素的效应器官产生正常生理效应，现代的胰岛素抵抗概念则泛指胰岛素促进周围组织摄取和利用葡萄糖的作用减低[vi]。骨骼肌占人体重的40%以上，是胰岛素刺激状态下摄取葡萄糖和代谢葡萄糖的最主要组织之一，在体内糖代谢平衡中发挥重要作用。葡萄糖是一种极性分子，不能以自由扩散的方式通过细胞膜，绝大多数组织细胞都必须借助细胞膜上的葡萄糖转运体（GLUTs），通过易化扩散的方式摄入葡萄糖。GLUTs 有多种亚型，其中GLUT1 主要分布于脑部血管内皮细胞(包括血脑屏障)和红细胞膜上，也低水平表达于脂肪组织、肌肉和肝脏，这种广泛表达的GLUT1 为许多细胞提供基础状态下的葡萄糖转运。

GLUT4 是存在于骨骼肌、脂肪组织中转运葡萄糖的载体，它的表达和功能的改变可能涉及肌肉和脂肪细胞胰岛素抵抗[vii，viii，ix]。胰岛素和肌肉收缩被认为是调节骨骼肌糖代谢的主要生理因素，且两者的作用有协同性[xiii]。一般认为可从三方面来调节 GLUT4 的

功能，增加骨骼肌对葡萄糖的摄取。首先可通过上调 GLUT4 蛋白的含量，可能的机制是促进 GLUT4 的基因表达和蛋白合成，或减少其降解，或是两者兼有；其次是通过增加 GLUT4 的转位，使细胞膜上的 GLUT4 增多，从而促进葡萄糖的摄取；还可以通过调节细胞膜上的 GLUT4 内在活性，这可能是通过直接调节GLUT4 本身或通过与其他调节分子相互作用而实现的[xiv]。本研究结果显示格列喹酮能促进C2C12 细胞葡萄糖摄取，但并未发现其增加细胞GLUT4 基因表达，推测其促细胞摄取葡萄糖的作用可能存在其它机制，如对GLUT4 翻译水平的正向调节作用、增加GLUT4转位或增强其内在活性等。因此格列喹酮对GLUT4 的作用还有待于进一步研究。

5 总结

本研究表明格列喹酮能促进小鼠骨骼肌细胞葡萄糖摄取，且可增加胰岛素介导的葡萄糖的转运，提示格列喹酮可能改善胰岛素的敏感性。细胞对葡萄糖的摄取是一个复杂的信号转导过程，关于格列喹酮刺激糖吸收的机制以及与胰岛素信号通路中其它因子的关系，尚待进一步的研究。

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参考文献

[ii] Scarsi M, Podvinec M, Roth A, et al. Sulfonylureas and glinides exhibit peroxisome proliferator-activatedreceptor activity: a combined virtual screening and biological assay approach[J]. Mol Pharmacol, 2007,71:398-406.

[iv] Yanardag R, Ozsoy-Sacan O, Orak H, et al. Protective effect s ofglurenorm (gliquidone) treatment on the liverinjury of experimental diabetes[J]. Drug Chem Toxicol, 2005, 28:483-497.

[v] 周莉, 孙子林. 格列喹酮对糖基化终产物诱导的人肾系膜细胞RANTES 表达的影响[J]. 中国糖尿病杂志, 2008, 16:495-497.

[vi] Chekulayeva LV, Shevchuk IN, Chekulayev VA, et al. Hydrogen peroxide, superoxide, and hydroxylradicalsare involved in the phototoxic action of hematoporphyrin derivative against tumor cells[J]. Environ Pathol ToxicolOncol, 2006, 25:51-77.

[viii] Abel ED, Peroni 0, Kim JK, et a1. Adipose selective targeting of the GLUT4 gene impairsinsulin action in muscle and liver[J]. Nature, 2001, 409:672-673.