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JAD:高血糖促使β-淀粉样蛋白对大脑血管内皮细胞的毒性增强

来源:生物谷 2013-10-30 17:24

2013年10月30日讯 /生物谷BIOON/--根据美国杜兰大学研究人员新近发表的一项新研究揭示,2型糖尿病患者的高血糖会使得阿尔茨海默氏症相关β-淀粉样蛋白对大脑中血管内皮细胞的毒性增强,相关论文发表在最新一期的Journal of Alzheimer's Disease杂志上。

这项研究支持了高血糖和血管损伤是促使痴呆发展的“贡献因素”这一理论。杜兰大学药理学教授David Busija说:此前,有人认为阿尔茨海默氏病是由于β-淀粉样蛋白生成过剩和清除减少引发的。

虽然β-淀粉样蛋白聚集引发神经元的损伤是阿尔茨海默氏症发展的主要因素,但最近研究证据表明高血糖在引起脑血管受损中也发挥一定作用。

尽管2型糖尿病与脑血管损伤、老年痴呆症进展之间的相关机制目前还不清楚,但高血糖可能确实在老年痴呆症进展中发挥作用。

在新研究中,Cristina Carvalho博士和葡萄牙Coimbra大学Paula Moreira合作研究,他们培养研究了取自正常大鼠和慢性糖尿病小鼠脑血管的内皮细胞。

他们将细胞暴露在β-淀粉样蛋白和不同浓度的葡萄糖环境下后,测量这些细胞的生存能力。细胞单独暴露在高浓度葡萄糖或β淀粉样蛋白下没有表现出生存能力的变化。

然而,当细胞暴露在高浓度葡萄糖和β-淀粉样蛋白并存的环境下时,细胞生存能力下降了40%。研究人员怀疑细胞生存能力的降低是由于细胞中线粒体氧化应激引起的。

研究发现取自糖尿病小鼠大脑血管的内皮细胞更容易受到β-淀粉样蛋白的损伤影响,死亡现象更明显。β-淀粉样蛋白对大脑血管内皮细胞毒性的增加可能会破坏血脑屏障,扰乱血液正常流向大脑。

Busija表示:这项研究的结果强调需要积极控制糖尿病患者的血糖水平。(生物谷Bioon.com)

Increased Susceptibility to Amyloid-β Toxicity in Rat Brain Microvascular Endothelial Cells under Hyperglycemic Conditions

Carvalho C, Katz PS, Dutta S, Katakam PV, Moreira PI, Busija DW.

We hypothesized that hyperglycemia-induced mitochondrial dysfunction and oxidative stress are closely associated with amyloid-β peptide (Aβ) toxicity in endothelial cells. Brain microvascular endothelial cells from rat (RBMEC) and mice (MBMEC) were isolated from adult Sprague-Dawley rats and homozygous db/db (Leprdb/Leprdb) and heterozygous (Dock7m/Leprdb) mice, and cultured under normo- and hyperglycemic conditions for 7 d followed by 24 h exposure to Aβ1-40. Some experiments were also performed with two mitochondrial superoxide (O2?-) scavengers, MitoTempo and Peg-SOD. Cell viability was measured by the Alamar blue assay and mitochondrial membrane potential (ΔΨm) by confocal microscopy. Mitochondrial O2?- and hydrogen peroxide (H2O2) production was assessed by fluorescence microscopy and H2O2 production was confirmed by microplate reader. Hyperglycemia or Aβ1-40 alone did not affect cell viability in RBMEC. However, the simultaneous presence of high glucose and Aβ1-40 reduced cell viability and ΔΨm, and enhanced mitochondrial O2- and H2O2 production. MitoTempo and PEG-SOD prevented Aβ1-40 toxicity. Interestingly, MBMEC presented a similar pattern of alterations with db/db cultures presenting higher susceptibility to Aβ1-40. Overall, our results show that high glucose levels increase the susceptibility of brain microvascular endothelial cells to Aβ toxicity supporting the idea that hyperglycemia is a major risk factor for vascular injury associated with AD.

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