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脉冲电磁场对高糖诱导的HUVEC增殖抑制的影响及其机制

曹涛 计鹏 张增 肖丹 赵明 何文巧 陈波 陶克

曹涛, 计鹏, 张增, 等. 脉冲电磁场对高糖诱导的HUVEC增殖抑制的影响及其机制[J]. 中华烧伤与创面修复杂志, 2026, 42(9): 1-10. DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20251216-00523.
引用本文: 曹涛, 计鹏, 张增, 等. 脉冲电磁场对高糖诱导的HUVEC增殖抑制的影响及其机制[J]. 中华烧伤与创面修复杂志, 2026, 42(9): 1-10. DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20251216-00523.
Cao Tao,Ji Peng,Zhang Zeng,et al.Effects of pulsed electromagnetic fields on high-glucose-induced proliferation inhibition of HUVECs and the underlying mechanisms[J].Chin J Burns Wounds,2026,42(9):1-10.DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20251216-00523.
Citation: Cao Tao,Ji Peng,Zhang Zeng,et al.Effects of pulsed electromagnetic fields on high-glucose-induced proliferation inhibition of HUVECs and the underlying mechanisms[J].Chin J Burns Wounds,2026,42(9):1-10.DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20251216-00523.

脉冲电磁场对高糖诱导的HUVEC增殖抑制的影响及其机制

doi: 10.3760/cma.j.cn501225-20251216-00523
基金项目: 

国家自然科学基金面上项目 82272269

详细信息
    通讯作者:

    陶克,Email:tao-ke2001@163.com

Effects of pulsed electromagnetic fields on high-glucose-induced proliferation inhibition of HUVECs and the underlying mechanisms

Funds: 

General Program of National Natural Science Foundation of China 82272269

More Information
  • 摘要:   目的  探讨脉冲电磁场(PEMF)对高糖诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖抑制的影响及其机制。  方法  该研究为成组设计及析因设计实验研究。将HUVEC分为常规培养的对照组,接受频率15 Hz、强度0.5 mT、时长0.5 h/d、连续2 d的PEMF刺激的PEMF组,加入终物质的量浓度30 mmol/L葡萄糖培养(下称高糖培养)的高糖组,在行高糖培养的同时接受前述参数PEMF刺激的高糖+PEMF组,采用细胞计数试剂盒8(CCK-8)检测培养0(即刻)、12、24、48 h后细胞增殖水平。筛选出PEMF最佳刺激时长1.0 h/d后,同前取HUVEC分组,除PEMF刺激时长为1.0 h/d外,其余处理同前,采用蛋白质印迹法检测培养48 h后各组细胞中Wnt-3a、β-连环蛋白的蛋白表达水平,对高糖组与高糖+PEMF组培养48 h后的细胞行转录组测序以筛选差异表达显著的差异表达基因(DEG),采用蛋白质印迹法检测培养48 h后各组细胞中腺瘤性结肠息肉病(APC)的蛋白表达水平。将HUVEC分为高糖组、高糖+PEMF组及APC过表达组,高糖组细胞行高糖培养;高糖+PEMF组细胞在行高糖培养的同时接受频率15 Hz、强度0.5 mT、时长1.0 h/d、连续2 d的PEMF刺激;将APC过表达组细胞采用质粒转染法构建为过表达APC基因的细胞后,同高糖+PEMF组处理。采用CCK-8法检测培养0(即刻)、12、24、48 h后细胞增殖水平,采用蛋白质印迹法检测培养48 h后APC、β-连环蛋白、Wnt-3a的蛋白表达水平。实验样本数均为3。  结果  培养24、36、48 h后,高糖组细胞增殖水平均较对照组显著下降(P<0.05);培养36、48 h后,高糖+PEMF组细胞增殖水平均较高糖组显著升高(P<0.05)。培养48 h后,高糖组细胞中Wnt-3a、β-连环蛋白的蛋白表达水平均显著低于对照组和高糖+PEMF组(P<0.05)。转录组测序显示,培养48 h后,与高糖组比较,高糖+PEMF组细胞中有573个差异表达显著的DEG,其中Wnt通路的关键调节蛋白APC的基因表达显著下调。培养48 h后,高糖组细胞中APC蛋白表达水平显著高于对照组和高糖+PEMF组(P值均<0.05)。培养36、48 h后,高糖+PEMF组细胞增殖水平分别为0.479±0.016、0.552±0.029,显著高于高糖组的0.363±0.019、0.437±0.010和APC过表达组的0.358±0.005、0.439±0.020(P值均<0.05)。培养48 h后,高糖+PEMF组细胞中APC蛋白表达水平显著低于高糖组与APC过表达组(P值均<0.05),高糖+PEMF组细胞中Wnt-3a、β-连环蛋白的蛋白表达水平均显著高于高糖组与APC过表达组(P<0.05)。  结论  采用频率15 Hz、强度0.5 mT、时长1.0 h/d、连续2 d的PEMF刺激,可减轻高糖对HUVEC增殖的抑制作用,其机制与PEMF降低细胞中APC蛋白表达,进而减弱其对Wnt/β-连环蛋白通路的抑制,调节Wnt-3a和β-连环蛋白的表达有关。

     

  • 参考文献(37)

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  • 图  1  4组人脐静脉内皮细胞培养各时间点后增殖水平比较(样本数为3,x¯±s

    注:对照组细胞行常规培养,脉冲电磁场(PEMF)组细胞接受频率15 Hz、强度0.5 mT、时长0.5 h/d、连续2 d的PEMF刺激,高糖组细胞加入终物质的量浓度30 mmol/L葡萄糖培养(即高糖培养),高糖+PEMF组细胞在高糖培养的同时接受前述参数PEMF刺激;分组因素主效应,F=532.40,P<0.001;时间因素主效应,F=11 171.00,P<0.001;两者交互效应,F=162.40,P<0.001;培养0(即刻)、12、24、36、48 h后,4组间总体比较,F值分别为0.73、10.01、5.34、383.80、445.70,P值分别为0.562、0.004、0.026、<0.001、<0.001;与高糖组相比,aP<0.05

    图  2  5组人脐静脉内皮细胞培养各时间点后增殖水平比较(样本数为3,x¯±s

    注:高糖组细胞加入终物质的量浓度30 mmol/L葡萄糖培养(即高糖培养);脉冲电磁场(PEMF)刺激0.5 h组、PEMF刺激1.0 h组、PEMF刺激1.5 h组、PEMF刺激2.0 h组细胞均接受频率15 Hz、强度0.5 mT、连续2 d的PEMF刺激,每天刺激时长分别为0.5、1.0、1.5、2.0 h;分组因素主效应,F=91.72,P<0.001;时间因素主效应,F=5 980.00,P<0.001;两者交互效应,F=30.97,P<0.001;培养0(即刻)、12、24、36、48 h后,5组间总体比较,F值分别为0.42、0.88、4.86、51.17、107.50,P值分别为0.789、0.511、0.680、<0.001、<0.001;与PEMF刺激0.5 h组比较,aP<0.05;与PEMF刺激1.0 h组比较,bP<0.05;与PEMF刺激1.5 h组比较,cP<0.05;与PEMF刺激2.0 h组比较,dP<0.05

    图  3  蛋白质印迹法检测的4组人脐静脉内皮细胞培养48 h后β-连环蛋白和Wnt-3a的蛋白表达水平。3A.条带图;3B、3C.分别为β-连环蛋白、Wnt-3a的条图(样本数为3,x¯±s

    注:条带图上方和条图横坐标中1、2、3、4均分别指示细胞行常规培养的对照组,细胞加入终物质的量浓度30 mmol/L葡萄糖培养(即高糖培养)的高糖组,细胞接受频率15 Hz、强度0.5 mT、时长1.0 h/d、连续2 d的脉冲电磁场(PEMF)刺激的PEMF组,在行高糖培养的同时接受前述参数PEMF刺激的高糖+PEMF组;Wnt-3a、β-连环蛋白的高糖因素主效应,F值分别为660.30、1 162.00,P<0.001;PEMF刺激因素主效应,F值分别为84.58、534.90,P<0.001;两者交互效应,F值分别为94.30、534.90,P<0.001;与对照组相比,aP<0.05,与高糖组相比,bP<0.05

    图  4  转录组测序得出的高糖+PEMF组人脐静脉内皮细胞培养48 h后相较于高糖组显著下调的前50个差异表达基因热图

    注:1~3为细胞加入终物质的量浓度30 mmol/L葡萄糖培养(即高糖培养)的高糖组,4~6为细胞在行高糖培养的同时接受频率15 Hz、强度0.5 mT、时长1.0 h/d、连续2 d的脉冲电磁场(PEMF)刺激的高糖+PEMF组;基因由左至右依次为长链非编码RNA:AL139300、AC138696、转录本TMEM189-UBE2V1、二氢叶酸还原酶假基因1、未表征转录本AC009812、REL原癌基因、细胞分裂控制蛋白中心体蛋白55、苏氨酸和酪氨酸激酶、类解旋酶转录因子、包含卷曲螺旋/锚蛋白重复和普列克底物蛋白同源结构域的腺苷二磷酸-核糖基化因子鸟苷三磷酸(GTP)酶激活蛋白2、腺瘤性结肠息肉病、液泡蛋白分选13同源物A、驱动蛋白家族成员15、动质素1、甲硫氨酸腺苷转移酶2A、包含杆状病毒凋亡抑制蛋白重复序列的蛋白6、溶质载体家族38成员2、DEK原癌基因、DNA拓扑异构酶Ⅱα、染色体结构维持蛋白3、结合GTP的Ras同源蛋白酶激活蛋白29、阿片生长因子受体样蛋白1、无义介导的mRNA降解相关磷脂酰肌醇3-激酶相关激酶1、长链限制性非编码RNA 00942、乙醛脱氢酶1家族成员A1、CXC基序趋化因子配体8、周期蛋白依赖性激酶6、热休克蛋白家族D成员1、锌金属肽酶、输入蛋白5、G蛋白亚基γ12、包含冷休克结构域的E1、小亚基加工体组分20同源物、组蛋白乙酰转移酶1、着丝粒蛋白E、DEAD盒解旋酶18、热休克蛋白家族A成员9、热休克蛋白90 α家族A类成员1、白细胞介素6信号转导物、二氢硫辛酰胺脱氢酶、γ-微管蛋白环状复合物靶向因子、易位相关膜蛋白1、磷酸化酶激酶调节亚基β、雷帕霉素不敏感的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白伴侣蛋白、甘露糖苷酶α2A类成员1、突触结合蛋白结合细胞质RNA相互作用蛋白、蛋白转运蛋白Sec 23同源物A、视黄酸诱导蛋白14、包含跨膜和四三肽重复的蛋白3、基质抗原2

    图  5  蛋白质印迹法检测的4组人脐静脉内皮细胞培养48 h后APC蛋白表达水平。5A.条带图;5B.条图(样本数为3,x¯±s

    注:APC为腺瘤性结肠息肉病;条带图上方和条图横坐标中1、2、3、4均分别指示细胞行常规培养的对照组,细胞加入终物质的量浓度30 mmol/L葡萄糖培养(即高糖培养)的高糖组,细胞接受频率15 Hz、强度0.5 mT、时长1.0 h/d、连续2 d的脉冲电磁场(PEMF)刺激的PEMF组,细胞在行高糖培养的同时接受前述参数PEMF刺激的高糖+PEMF组;高糖因素主效应,F=987.50,P<0.001;PEMF刺激因素主效应,F=20.97,P=0.002;两者交互效应,F=17.30,P=0.003;与对照组相比,aP<0.05;与高糖组相比,bP<0.05

    图  6  3组人脐静脉内皮细胞培养各时间点后增殖水平比较(样本数为3,x¯±s

    注:高糖组细胞加入终物质的量浓度30 mmol/L葡萄糖培养(即高糖培养);高糖+脉冲电磁场(PEMF)组细胞在行高糖培养的同时接受频率15 Hz、强度0.5 mT、时长1.0 h/d、连续2 d的PEMF刺激;腺瘤性结肠息肉病(APC)过表达组细胞先构建为过表达APC基因的细胞后,在行高糖培养的同时接受前述参数PEMF刺激;分组因素主效应,F=57.36,P<0.001;时间因素主效应,F=999.70,P<0.001;两者交互效应,F=22.20,P<0.001;培养0(即刻)、12、24、36、48 h后,4组间总体比较,F值分别为0.24、0.10、2.77、63.87、29.02,P值分别为0.796、0.903、0.141、<0.001、<0.001;与高糖组相比,aP<0.05;与APC过表达组相比,bP<0.05

    图  7  蛋白质印迹法检测的3组人脐静脉内皮细胞培养48 h后APC和Wnt-3a与β-连环蛋白的蛋白表达水平。7A.条带图;7B、7C、7D.分别为APC、Wnt-3a、β-连环蛋白的条图(样本数为3,x¯±s

    注:条带图上方和条图横坐标中1、2、3均分别指示细胞加入终物质的量浓度30 mmol/L葡萄糖培养(即高糖培养)的高糖组,细胞在行高糖培养的同时接受频率15 Hz、强度0.5 mT、时长1.0 h/d、连续2 d的脉冲电磁场(PEMF)刺激的高糖+PEMF组,细胞先构建为过表达腺瘤性结肠息肉病(APC)基因的细胞后在高糖培养的同时接受前述参数PEMF刺激的APC过表达组;3组细胞中APC、Wnt-3a、β-连环蛋白的蛋白表达水平总体比较,F值分别为1 922.00、131.80、253.30,P值均<0.001;与高糖组相比,aP<0.05;与高糖+PEMF组相比,bP<0.05

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  • 收稿日期:  2025-12-16
  • 网络出版日期:  2026-08-27

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