人肝癌细胞系购于中国科学院细胞库;壳寡糖购自大连格莱克生物科技有限公司;棕榈酸(Palmiticacid,PA)购自美国OCROS公司;MEM培养基及青霉素/链霉素购自Gibco公司;胎牛血清(FBS)购自北京康源世纪有限公司;BCA蛋白定量试剂盒及油红O染液购自西安赫特生物科技有限公司;RNA抽提试剂盒及UltraSYBRGreen试剂盒购自Promega公司。
几丁寡糖(NACOS)由实验室制备,主要流程如下:1)取5.0g壳寡糖(分子量为300-1700Da,脱乙酰度为90%),溶于50mL水中,分别加入3mL甲醇及0.1g4-二甲氨基吡啶,再加入乙酸酐4.37mL,于60℃下反应4h;2)在反应液中加入5倍体积的丙酮,得到灰白色沉淀,过滤后用丙酮洗涤2-3遍,置于真空干燥箱中干燥2h,得到灰白色NACOS;3)经LC-MS及核磁共振分析,确定NACOS的乙酰度为97%,聚合度为3-10。
HepG2细胞用MEM常规培养基培养(含10%FBS胎牛血清、100U/mL青霉素、100U/mL链霉素及1%非必需氨基酸),培养温度37℃,5%CO2浓度。细胞融合度达80%后,以0.125%胰酶消化传代(含0.02%EDTA)。
1)收集对数生长期HepG2细胞,调整细胞悬液的浓度为104/mL,接种于96孔培养板,每孔150μL;2)细胞融合度达到80%左右时,弃上清,以无血清培养基洗涤2次;3)加入不同浓度的NACOS和/或PA,进行药物处理;4)处理完毕,弃上清,以无血清培养基洗涤2次;5)加入100μL含MTT(5mg/mL)的新鲜培养基,继续培养3h;5)弃上清,每孔加入100μL二甲基亚砜,置摇床上低速振荡10min,使结晶充分溶解;6)使用酶联免疫检测仪,于490nm处测量各孔的光吸收值;7)计算细胞活力,活力%=(给药OD-空白OD)/(对照OD-空白OD)×100%。
1)HepG2细胞接种于六孔培养板中,待细胞融合度为80%左右时,进行药物处理;2)药物处理完毕,弃上清,以预冷PBS清洗2次;3)4%多聚甲醛固定30min;4)PBS漂洗1min后,60%异丙醇冲洗15s;5)油红O工作液染细胞1min后,PBS漂洗3次,每次3min。
本研究所用实验动物由北京维通利华科技有限公司提供,系4周龄清洁级雄性C57BL/6小鼠,体重18-20g。高脂饲料(蛋白:碳水化合物:脂=20:35:45,Kcal%)及基础饲料(蛋白:碳水化合物:脂=20:70:10,Kcal%)均购自北京维通利华科技有限公司。饲养条件控制在20-25℃,自然照明,自由饮水和摄食。
小鼠随机分为4组(n=5),具体分组及药物处理如下:1)正常对照组(Normalchowdiet,NCD),饲以基础饲料+正常饮水;2)高脂模型组(Highfatdiet,HFD),饲以高脂饲料+正常饮水;3)NACOS组:饲以基础饲料+NACOS(1mg/mL)水溶液;4)NACOS+高脂模型组:饲以高脂饲料,以浓度为1g/L的NACOS替代正常饮水。饲养20周后,麻醉后杀死小鼠,分别提取肝脏组织中的mRNA和蛋白质进行实验检测。
RNA提取流程如下:1)称取40mg新鲜肝脏组织,加入800μLTrizol,放入1.5mL离心管中,研磨均匀;2)每毫升匀浆液加入0.2mL氯仿,剧烈振荡15s,室温放置3min;3)4℃、12000r/min离心15min,将上层无色水相转移至一新的离心管中;4)加入等体积异丙醇,颠倒均匀,室温放置10min;5)离心10min,条件同上;6)弃上清,加入75%乙醇800μL,洗涤沉淀,涡旋3s;7)离心3min,条件同上;8)弃上清,室温放置2-3min,加入50μLDEPC水溶解;9)确定各样品RNA浓度,并使用cDNA逆转录试剂盒合成cDNA。细胞样品RNA提取及逆转录步骤同上。
1)HepG2细胞种于六孔培养板中,经不同浓度的药物处理后,预冷PBS清洗1次;2)加入RIPA裂解液,用细胞刮刀轻轻刮下细胞,收集到1.5mL离心管中;3)4℃条件下离心15min(12000×g),收集离心上清液;4)经BCA法定量各组蛋白样品后,加入适量上样缓冲液,混匀后95℃变性;5)样品经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离目的条带,以湿转法将目的条带转移至PVDF膜上;6)经5%脱脂牛奶室温封闭1h后,加入p-p38、p38、p-ERK1/2、ERK1/2、p-Akt、Akt及β-actin一抗,4℃孵育过夜;7)TBST漂洗3次,每次5min;8)加入辣根过氧化物酶标记的相应二抗,室温孵育1h;9)TBST漂洗3次,每次5min;10)免疫反应复合物用ECL化学发光试剂盒检测。
实验数据应用SPSS软件进行统计学处理,资料以均数±标准差(x±s)表示。
机体内葡萄糖的代谢主要通过胰岛素依赖的PI3K/AKT信号通路进行。胰岛素受体通过酪氨酸的磷酸化激活其受体激酶,与胰岛素受体底物(IRS)发生作用。磷酸化的IRS与PI3K发生作用,促进其活化和Akt的磷酸化,随后通过激活葡萄糖转运载体-4(GLUT4)的跨膜转运,完成对葡萄糖的吸收和利用。当出现胰岛素抵抗时,此通路受到抑制,胰岛素作用出现障碍,使其无法发挥正常生物学功能。本实验表明,无论PA诱导所致的HepG2细胞抑或发生脂代谢紊乱的小鼠肝脏组织,其增加的Akt磷酸化均可被NACOS有效地抑制(P<0.05或0.01),提示NACOS将可能通过PI3K/AKT信号通路抑制胰岛素抵抗的发生。