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L-arginine对高糖诱导的人脐静脉内皮细胞衰老的作用及机制研究
摘要：
本研究旨在探究L-arginine在高糖环境下对人脐静脉内皮细胞（HUV-EC-C）衰老的作用及机制。通过将HUV-EC-C细胞分为对照组、高糖组和高糖+L-arginine组，分别进行细胞增殖、衰老标志物（SA-β-gal、p16INK4a、p21CIP1/WAF1和p53）表达、ROS水平、NO水平和端粒长度等多项实验指标的检测。结果表明，高糖诱导的细胞进入衰老状态，表现为细胞增殖速率下降、SA-β-gal表达增多、p16INK4a、p21CIP1/WAF1和p53的表达分别增加；NO水平显著降低、ROS水平显著升高、端粒缩短。而L-arginine可抑制高糖诱导的细胞衰老，表现为提高细胞增殖速率、抑制SA-β-gal表达、降低p16INK4a、p21CIP1/WAF1和p53的表达、降低ROS水平、提高NO水平，延长端粒长度。因此，L-arginine对高糖诱导的人脐静脉内皮细胞衰老具有一定的保护作用。
关键词：L-arginine；高糖；衰老；内皮细胞
Introduction：
脂代谢紊乱和高血糖是糖尿病的主要病理生理基础，而这两种因素也是导致内皮细胞损伤和衰老的主要因素。内皮细胞（ECs）是血管内膜上最内层的一层细胞，主要功能包括维持血管内环境、调节血管张力、抗炎与抗血小板功能等。因此，内皮细胞受到损伤和衰老将导致血管功能下降并增加多种疾病的发生风险。因此，寻找对内皮细胞保护作用的物质和方法具有重要的临床意义。
L-arginine是一种重要的氨基酸，在内皮细胞中经由一氧化氮合酶（NOS）催化作用产生小分子一氧化氮（NO），NO是一种重要的神经调节物质和血管扩张剂。因此，L-arginine在心血管疾病和代谢紊乱等疾病中具有一定的保护作用。但是，随着代谢紊乱疾病的加重，体内NO水平的下降将导致内皮细胞的衰老和血管功能异常。因此，本研究旨在探究L-arginine对高糖环境下HUV-EC-C细胞衰老的作用及机制并为代谢紊乱疾病的治疗提供新的思路。
MaterialsandMethods：
材料：
HUV-EC-C细胞（ATCC，美国）
DMEM培养基（Hyclone，美国）
FBS（PAN-Biotech，德国）
L-arginine（Sigma，美国）
高糖（Sigma，美国）
方法：
1.细胞培养：HUV-EC-C细胞在37℃、5%CO2下用DMEM作为培养基进行培养，其中FBS浓度为10%；
2.细胞划分：将HUV-EC-C细胞分为对照组（DMEM+10%FBS）、高糖组（DMEM+10%FBS+25mM高糖）、高糖+L-arginine组（DMEM+10%FBS+25mM高糖+0.5mML-arginine），每组分别培养48h；
3.细胞增殖测定：采用MTT法测定HUV-EC-C细胞增殖速率；
4.细胞衰老检测：采用SA-β-gal染色和Westernblot法检测p16INK4a、p21CIP1/WAF1和p53的表达；
5.ROS和NO检测：利用DCFH-DA染色和Griess试剂分别检测细胞ROS和NO水平；
6.端粒长度：采用PCR法测定细胞端粒长度。
Results:
1.细胞增殖测定：高糖组细胞增殖率明显下降，而高糖+L-arginine组细胞增殖率显著增加（P＜0.05）；
2.细胞衰老检测：高糖组细胞SA-β-gal表达量显著增加，p16INK4a、p21CIP1/WAF1和p53的表达分别增加；而高糖+L-arginine组细胞SA-β-gal表达量降低，p16INK4a、p21CIP1/WAF1和p53的表达分别减少（P＜0.05）；
3.ROS和NO检测：高糖组细胞ROS水平显著升高，而NO水平显著降低；而高糖+L-arginine组ROS水平显著降低，NO水平显著增加（P＜0.05）；
4.端粒长度：高糖环境下细胞端粒长度显著缩短，而L-arginine可逆转端粒缩短的现象（P＜0.05）。
Discussion:
本研究结果表明，在高糖环境下，HUV-EC-C细胞表现出明显的衰老现象，表现为增殖速率下降、SA-β-gal表达增多、p16INK4a、p21CIP1/WAF1和p53的表达分别增加、ROS水平升高、NO水平下降和端粒长度缩短。L-arginine作为内皮细胞的独特氨基酸，是NO的前体物质，能够促进NO的生产和释放。因此，L-arginine在高糖环境下容易被内皮细胞利用并产生NO，从而起到保护细胞和减少细胞损伤的作用。本研究结果也证实了这一点，L-arginine可逆转高糖诱导的细胞衰老，表现为提高细胞增殖速率、抑制SA-β-gal表达、降低p16INK4a、p21CIP1/WAF1和p53的