胰岛β细胞铁过载模型的建立及铁过载对胰岛β细胞损伤的研究

目的:通过枸橼酸铁铵(FAC)与大鼠胰岛素瘤细胞株 INS-1共培养,构建铁过载 INS-1 细胞模型,并观察铁过载对胰岛素胞铁沉积、存活、胰岛素分泌、氧化应激以及线粒体损伤的影响.方法:体外培养 INS-1 细胞,不添加 FAC作为对照组,加入不同浓度(5 、10 、20 、40 、80 、160和320μmol/L)的 FAC干预 INS-1细胞,分别培养24 h 、48 h和 72 h,建立铁过载 INS-1细胞模型,测定细胞内的不稳定铁池(LIP),CCK8法分析细胞活力的改变,筛选出后续实验组所用 FAC浓度,ELISA法检测胰岛素分泌功能,活性氧簇(ROS)探针染色流式细胞术检测 ROS的生成,JC-1试剂盒检测线粒体膜电位,透射电子显微观察线粒体的变化.结果:加入不同浓度 FAC处理后,铁过载组 INS-1细胞内的 LIP水平明显高于对照组(P＜0.05).随着 FAC浓度的升高及干预时间的延长,INS-1细胞的活力逐渐降低(P＜0.05).选取 80 、160和320μmol/L FAC作用 48 h作为后续实验的铁过载组.胰岛素分泌随 FAC浓度的增加出现先升高后降低,160和320μmol/L组与对照组相比差异具有统计学意义(P＜0.05).INS-1细胞内ROS的水平较对照组均显著增加(P＜0.05).线粒体膜电位随着铁浓度的增加而降低(P ＜0.05).铁过载后 INS-1细胞的线粒体肿胀,内嵴扩张,失去正常结构,随着 FAC浓度增加,线粒体结构破坏更加明显.结论:与 FAC共培养 48 h可成功建立 INS-1细胞铁过载模型.铁过载可显著破坏线粒体结构和功能,增加细胞内 ROS的水平.胰岛β细胞的存活对铁敏感,即使低剂量的铁也损伤胰岛β细胞,但只有细胞数量减少到一定程度,才会减少胰岛素的分泌.