2024年5月23日发(作者：衷棠华)
高糖和氧化型低密度脂蛋白对THP-1源性巨噬细胞转化的影
响
王毅;周宁;孙明晖;金炜
【摘 要】目的 探讨高糖和氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)对THP-1源性巨噬细胞
转化的影响.方法 体外培养人THP-1单核细胞系,由佛波酯作用使其转化为巨噬细
胞,并随机分为四组(n=6):对照组、高糖组(30 mmol/L葡萄糖)、ox-LDL组
(100μg/mLox-LDL)和高糖/ox-LDL(G-ox-LDL)组(30 mmol/L葡萄糖+100
μg/mL ox-LDL).应用高效液相色谱法检测细胞内总胆固醇和胆固醇酯含量;透射电
镜和油红O染色光镜观察细胞内脂质.结果 ox-LDL组和G-ox-LDL组细胞胞质内
出现大量的红染颗粒或脂质空泡,总胆固醇和胆固醇酯均较对照组增加,差异有统计
学意义(P<0.05);且两组胆固醇酯含量均大于总胆固醇含量的50%.对照组和高糖组
细胞胞质内可见少量红染颗粒或脂质空泡,两组细胞内总胆固醇和胆固醇酯比较,差
异无统计学意义(P>0.05);两组胆固醇酯含量均小于总胆固醇含量的50%.结论 ox-
LDL能使THP-1源性巨噬细胞转化泡沫细胞,而高糖不能使THP-1源性巨噬细胞
转化泡沫细胞.提示ox-LDL可能是THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞的必要条
件.%Objective To explore the effects of hyperglycemia and oxidized low
density lipoprotein (ox-LDL) on the differentiation of macrophage derived
THP-1 monocytes. Methods THP-1 human monocytic leukemia cell line
was cultured in vitro, and the differentiation of THP-1 cells into
macrophages was induced by phorbol esters. The macrophages were then
incubated with the absence of D-glucose and ox-LDL (control group), 30
mmol/L D-glucose (hyperglycemia group), 100 μg/mL ox-LDL (ox-LDL
group) or 30 mmol/L D-glucose and 100 μg/mL ox-LDL(G-ox-LDL group)
for 24 h. High performance liquid chromatography was used for qualitative
and quantitative analysis of intracellular cholesterol and cholesteryl esters.
Both light microscope with red oil O staining technique and transmission
electron microscope were employed to observe the morphology of treated
and control THP-1 cells. Results A large number of intracellular red oil O
stained granules and lipid vacuoles were observed in ox-LDL group and G-
ox-LDL group, the contents of total cholesterol and cholesteryl esters were
significantly higher than those of control group (P<0.05), and the contents
of cholesteryl esters were higher than 50% of total cholesterol in both
groups. However, only a few intracellular red oil O stained granules and
lipid vacuoles were observed in control group and hyperglycemia group,
there was no significant difference in the contents of total cholesterol and
choleateryl esters between control group and hyperglycemia group
(P>0.05), and the contents of cholesteryl esters were less than 50% of total
cholesterol in both groups. Conclusion Foam cells form when THP-1 cells
are incubated with ox-LDL, while hyperglycemia alone can not convert
THP-1 cells to foam cells, indicating that ox-LDL is necessary for the
macrophages derived THP-1 monocytes to turn into foam cells.
【期刊名称】《上海交通大学学报（医学版）》
【年(卷),期】2009(029)006
【总页数】4页(P619-622)
【关键词】高糖;氧化型低密度脂蛋白;泡沫细胞;动脉粥样硬化
【作 者】王毅;周宁;孙明晖;金炜
【作者单位】上海交通大学,第一人民医院心内科,上海,200080;上海交通大学,第一
人民医院心内科,上海,200080;上海交通大学,第一人民医院心内科,上海,200080;上
海交通大学,第一人民医院心内科,上海,200080
【正文语种】中 文
【中图分类】R541.4
大量证据[1]表明，血糖与心血管疾病发病有关，血糖是心血管疾病的“连续危险
因子”。但血糖与动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)的关系尚有争议。泡沫细
胞的形成是动脉粥样硬化形成的始动环节，研究泡沫化过程是探索动脉粥样硬化形
成机制的一条重要途径[2]。本研究通过观察高糖和氧化型低密度脂蛋白(oxidized
low density lipoprotein，ox-LDL)对THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞的影
响，以探讨高糖与AS的关系。
1 材料与方法
1.1 材料 THP-1细胞系(武汉大学典藏中心，华中科技大学同济医学院成蓓教授惠
赠)；RPMI-1640培养基(Gibcol)；胎牛血清(杭州四季青生物制品公司)；牛血清
白蛋白(bovine serum albumin，BSA)(上海普飞生物技术有限公司)；佛波醇酯
(phorbol 12-myristate 13-acetate，PMA)(Sigma)；低密度脂蛋白(low density
lipoprotein，LDL)(Calbiocom)；D-葡萄糖(Sigma)；其他试剂为国产分析纯。
1.2 方法
1.2.1 ox-LDL的制备：10mg LDL加0.02mol/L PBS液(含0.15mol/L NaCl)，终
浓度为1mg/mL。将LDL置入含10μmol/L CuSO4的PBS液中,37 ℃氧化修饰
12 h后，在含0.1%EDTA-PBS中透析24h终止氧化，0.2μm微孔滤膜过滤除菌
备用。用硫代巴比妥酸反应物质(thiobarbituric acid reactive substances,
TBARS)值判断LDL氧化修饰程度。LDL的TBARS值为1.2～3.2 nmol/mg蛋白，
ox-LDL的TBARS值为63.0～78.5 nmol/mg蛋白。
1.2.2 THP-1细胞的培养和分组：THP-1是人类白血病单核细胞系，倍增时间为
24～48 h，在含10%胎牛血清的RPMI-1640培养基中悬浮生长。THP-1细胞置
于37 ℃含5%CO2和95%空气的培养箱中培养，细胞密度约1×109/L，隔天换
液一次。THP-1细胞置于含160 nmol/L PMA和0.1%BSA的无血清1640培养
基中培养48 h，可见80%的细胞由悬浮状态变为贴壁状态，且细胞形状由圆形变
为梭形、椭圆形或不规则形，提示单核细胞已转化为巨噬细胞。上述巨噬细胞弃去
培养基，加入0.1%BSA的无血清1640培养基，并将新换液的THP-1细胞分为
四组。①对照组(n=6)：只加0.1%BSA的无血清培养基；②高糖组(n=6)：加葡萄
糖至终浓度为30mmol/L；③ox-LDL组(n=6)：加ox-LDL至终末浓度为
100μg/mL；④G-ox-LDL组(n=6)：分别加葡萄糖至终浓度为30mmol/L和ox-
LDL至终浓度为100μg/mL。四组分别培养24h后收集细胞。
1.2.3 THP-1细胞油红O染色：按李全忠等[3]方法，细胞800r/min离心5min，
去上清。PBS液漂洗3次，细胞浓度为1×106/mL，每张玻片用0.1mL细胞涂片，
空气中晾干。然后在2.5%的戊二醛中固定3h；2.5%重铬酸钾处理16 h；0.3%油
红O染色20min；氧化苏木精衬染2 min；最后，丙酮脱水1～2 s后封片。
1.2.4 THP-1细胞透射电镜观察：细胞1000r/min离心10min，去上清后用2.5%
戊二醛固定细胞。标本送复旦大学医学院电镜室行透射电镜检查。细胞内脂质在透
射电镜下表现为胞质内或大或小的脂质空泡。
1.2.5 高效液相色谱法检测总胆固醇及胆固醇酯：按王佐等[4]方法，收集细胞低速
离心，弃上清，生理盐水漂洗细胞。然后等体积的生理盐水重悬细胞，冰浴下超声
破碎(600W，20s)，加入等体积的15%乙醇氢氧化钾(-20℃)，混匀后加入6%三
氯乙酸数滴去蛋白，涡旋至清亮。再加入等体积正己烷∶异丙醇(4∶l，v/v)，涡旋
后离心5min，收集上层有机相，将下层水相按上述步骤重复2次。采用Lowry
法测定细胞蛋白。将收集的有机相真空冷冻干燥，加入原培养细胞1/10体积的异
丙醇-正庚烷-乙腈(35∶12∶52，v/v)溶解，超声去泡，离心5min后取10μL加样。
用Gen-Pak柱对样品洗脱，流速1mL/min，226nm紫外光下检测。胆固醇以峰
面积定量，先检测样品中游离胆固醇，再用胆固醇酯酶将同一样品中的胆固醇酯完
全水解成胆固醇，测定总胆固醇含量。胆固醇酯=总胆固醇-游离胆固醇，以
mg/g细胞蛋白为单位。
1.3 统计学处理 采用SPSS11.0软件进行统计学分析。总胆固醇、游离胆固醇和胆
固醇酯含量用表示，两组间比较采用t检验。P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 细胞形态学改变
2.1.1 细胞油红O染色光镜观察：胞质内出现红染颗粒为脂质染色阳性。对照组和
高血糖组细胞内无明显红染脂质颗粒，提示细胞内脂质成分少；ox-LDL组和G-
ox-LDL组细胞体积增大，细胞质内可见较多的红染颗粒，提示细胞内脂质成分多
(图1)。
2.1.2 细胞透射电镜观察：对照组和高糖组细胞质内仅见极少量脂质空泡；ox-LDL
和G-ox-LDL组细胞圆形、体积较大、胞质内有大量的空泡(原为脂滴，制片过程
中被溶解)(图2)。
光镜和电镜观察结果表明，ox-LDL组和G-ox-LDL组细胞胞质内有大量脂质沉积，
提示泡沫细胞形成；单纯高糖组细胞内脂质沉积不明显，提示单纯高糖刺激不能促
使THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞。
图 1 各组THP-1细胞油红O染色后光镜下所见 ×400Fig 1 Light microscopy of
oil red O stained THP-1 cells in each group ×400A：control group;
B:hyperglycemia group; C:ox-LDL group; D:G-ox-LDL group
图 2 透射电镜观察各组THP-1细胞质内脂质Fig 2 Intracellular lipid droplets in
THP-1 cells of each group under transmission electron
microscopeA:control group; B:hyperglycemia group; C:ox-LDL group; D:G-
ox-LDL group
2.2 细胞内总胆固醇和胆固醇酯含量 ox-LDL组和G-ox-LDL组细胞内的总胆固醇
和胆固醇酯均较对照组细胞增加，差异有统计学意义(P<0.05)；且两组胆固醇酯
含量均大于总胆固醇含量的50%。高糖组与对照组细胞内的总胆固醇和胆固醇酯
比较，差异无统计学意义(P>0.05)，且两组胆固醇酯含量均小于总胆固醇含量的
50%(表1)。
表 1 各组THP-1细胞内胆固醇和胆固醇酯含量比较细胞蛋白，n=6)Tab 1
Comparison of content of cholesterol and cholesteryl ester in THP-1 cells
among each cell protein，n=6)
GroupTCFCCECE/TC(%)Control326±14214±10111±934.3Hyperglycemia32
8±16 215±16 113±6 34.1ox-LDL606±17①216±21389±8①64.1G-ox-
LDL600±17①218±16373±31①63.5
TC:total cholesterol; FC:free cholesterol; CE:cholesterol ester①P<0.05 vs
control group
3 讨 论
慢性高血糖是糖尿病前期、糖尿病和代谢综合征的主要特征之一。高血糖在糖尿病
血管并发症的发病机制中处于中心地位，它和脂质在致动脉粥样硬化方面具有协同
作用[5]，但单纯高糖刺激对THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞的影响还未见报
道。
动脉粥样硬化过程中，单核/巨噬细胞侵入血管内膜下摄取大量脂质，被脂化成胆
固醇酯沉积在细胞内形成泡沫细胞。泡沫细胞形成是AS特征性病变。泡沫细胞的
生物学特征有二：其一是在形态学上细胞圆形、体积较大、胞质内脂质成分明显增
多，并聚集成脂滴，苏木素-伊红染色镜下可见胞质呈泡沫样改变；其二是细胞内
总胆固醇增加，且胆固醇酯占总胆固醇的50%以上[4-6]。本实验采用人THP-1
单核细胞系，分别经高糖、ox-LDL和G-ox-LDL处理后，高糖组和对照组细胞内
脂质无显著差别，形态学上亦无明显差异；ox-LDL和G-ox-LDL处理组细胞内脂
质显著增加，两组中胆固醇酯分别占总胆固醇的64.1%和63.5%，油红O细胞染
色光镜观察示细胞胞质内红染的粗大脂质颗粒；ox-LDL和G-ox-LDL组细胞透射
电镜下可见大量脂质空泡。这些均符合泡沫细胞的生化和形态学特征，提示单纯高
糖刺激不能促使THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞，而ox-LDL能使其转化为
泡沫细胞。
尽管高糖不能使THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞，并不是否定了高糖与AS
的关系，提示高糖致AS作用可能存在其他机制。其实，关于高血糖加速AS的分
子生物学机制主要有三种学说，即糖基化终末产物学说[7]、蛋白激酶C途径和氧
化应激学说，特别是近些年提出了共同土壤学说，即高糖诱导细胞内活性氧增多是
其导致各种损伤的共同病理生理机制[8]。许多动物实验研究[9-10]证明，人和动
物患1型糖尿病，即使没有血脂代谢紊乱，也可导致动脉粥样硬化及其相关疾病，
可能是高血糖致AS的作用，但还是要求有基础水平血脂，否则单纯高血糖不足以
致AS。这一点和本研究一致，即胆固醇酯是AS的必要条件，单纯高糖不足以致
AS。
必须指出的是，AS发生发展过程极其复杂，尤其是在人体内，多种危险因素、遗
传背景参与其中，由于本研究为体外单一因素离体研究，研究角度也主要是泡沫细
胞的形成，难免存在局限性。但有理由相信，随着高糖和AS研究的不断深入，将
会为糖尿病血管并发症的机制和防治提供新思路。
参考文献:
[1] Howard BV, Best LG, Galloway JM, et al. Coronary heart disease risk
equivalence in diabetes depends on concomitant risk factors[J]. Diabetes
Care, 2006, 29(2):391-397.
[2] Webb NR, Moore KJ. Macrophage-derived foam cells in
atherosclerosis:lessons from murine models and implications for therapy[J].
Curr Drug Targets, 2007, 8(12):1249-1263.
[3] 王 佐，李全忠，杨向东，等. 高效液相色谱分析氧化型低密度脂蛋白处理的
U937细胞胞内胆固醇及胆固醇酯[J]. 中国动脉硬化杂志, 1998, 6(4):317-320.
[4] 李全忠，杨永宗，易光辉, 等. U937泡沫细胞模型的建立[J]. 中国动脉硬化杂志,
1999, 7(2)：152-154.
[5] Sano J, Shirakura S, Oda S, et al. Foam cells generated by a combination
of hyperglycemia and hyperlipemia in rats[J]. Pathol Int, 2004, 54(12):904-
913.
[6] Fogellman AM, Schechter I, Seager J, et al. Malondiade alteration of low
density lipoprotein leads to cholesteryl ester accumulation in human
monocyte-macrophages[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1980, 77(2):214-220.
[7] Jandeleit-Dahm K, Cooper ME. The role of AGEs in cardiovascular
disease[J]. Curr Pharm Des, 2008, 14(10):979-986.
[8] Brownlee M. Biochemistry and molecular cell biology of diabetic
complication[J]. Nature, 2001, 414(6865):813-820.
[9] Kanter JE, Johansson F, LeBoeuf RC, et al. Do glucose and lipids exert
independent effects on atherosclerotic lesion initiation or progression to
advanced plaques[J]?Circ Res, 2007, 100(6):769-781.
[10] Gleissner CA, Sanders JM, Nadler J, et al. Upregulation of aldose
reductase during foam cell formation as possible link among diabetes,
hyperlipidemia, and atherosclerosis[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2008,
28(6):1137-1143.
2024年5月23日发(作者：衷棠华)
高糖和氧化型低密度脂蛋白对THP-1源性巨噬细胞转化的影
响
王毅;周宁;孙明晖;金炜
【摘 要】目的 探讨高糖和氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)对THP-1源性巨噬细胞
转化的影响.方法 体外培养人THP-1单核细胞系,由佛波酯作用使其转化为巨噬细
胞,并随机分为四组(n=6):对照组、高糖组(30 mmol/L葡萄糖)、ox-LDL组
(100μg/mLox-LDL)和高糖/ox-LDL(G-ox-LDL)组(30 mmol/L葡萄糖+100
μg/mL ox-LDL).应用高效液相色谱法检测细胞内总胆固醇和胆固醇酯含量;透射电
镜和油红O染色光镜观察细胞内脂质.结果 ox-LDL组和G-ox-LDL组细胞胞质内
出现大量的红染颗粒或脂质空泡,总胆固醇和胆固醇酯均较对照组增加,差异有统计
学意义(P<0.05);且两组胆固醇酯含量均大于总胆固醇含量的50%.对照组和高糖组
细胞胞质内可见少量红染颗粒或脂质空泡,两组细胞内总胆固醇和胆固醇酯比较,差
异无统计学意义(P>0.05);两组胆固醇酯含量均小于总胆固醇含量的50%.结论 ox-
LDL能使THP-1源性巨噬细胞转化泡沫细胞,而高糖不能使THP-1源性巨噬细胞
转化泡沫细胞.提示ox-LDL可能是THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞的必要条
件.%Objective To explore the effects of hyperglycemia and oxidized low
density lipoprotein (ox-LDL) on the differentiation of macrophage derived
THP-1 monocytes. Methods THP-1 human monocytic leukemia cell line
was cultured in vitro, and the differentiation of THP-1 cells into
macrophages was induced by phorbol esters. The macrophages were then
incubated with the absence of D-glucose and ox-LDL (control group), 30
mmol/L D-glucose (hyperglycemia group), 100 μg/mL ox-LDL (ox-LDL
group) or 30 mmol/L D-glucose and 100 μg/mL ox-LDL(G-ox-LDL group)
for 24 h. High performance liquid chromatography was used for qualitative
and quantitative analysis of intracellular cholesterol and cholesteryl esters.
Both light microscope with red oil O staining technique and transmission
electron microscope were employed to observe the morphology of treated
and control THP-1 cells. Results A large number of intracellular red oil O
stained granules and lipid vacuoles were observed in ox-LDL group and G-
ox-LDL group, the contents of total cholesterol and cholesteryl esters were
significantly higher than those of control group (P<0.05), and the contents
of cholesteryl esters were higher than 50% of total cholesterol in both
groups. However, only a few intracellular red oil O stained granules and
lipid vacuoles were observed in control group and hyperglycemia group,
there was no significant difference in the contents of total cholesterol and
choleateryl esters between control group and hyperglycemia group
(P>0.05), and the contents of cholesteryl esters were less than 50% of total
cholesterol in both groups. Conclusion Foam cells form when THP-1 cells
are incubated with ox-LDL, while hyperglycemia alone can not convert
THP-1 cells to foam cells, indicating that ox-LDL is necessary for the
macrophages derived THP-1 monocytes to turn into foam cells.
【期刊名称】《上海交通大学学报（医学版）》
【年(卷),期】2009(029)006
【总页数】4页(P619-622)
【关键词】高糖;氧化型低密度脂蛋白;泡沫细胞;动脉粥样硬化
【作 者】王毅;周宁;孙明晖;金炜
【作者单位】上海交通大学,第一人民医院心内科,上海,200080;上海交通大学,第一
人民医院心内科,上海,200080;上海交通大学,第一人民医院心内科,上海,200080;上
海交通大学,第一人民医院心内科,上海,200080
【正文语种】中 文
【中图分类】R541.4
大量证据[1]表明，血糖与心血管疾病发病有关，血糖是心血管疾病的“连续危险
因子”。但血糖与动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)的关系尚有争议。泡沫细
胞的形成是动脉粥样硬化形成的始动环节，研究泡沫化过程是探索动脉粥样硬化形
成机制的一条重要途径[2]。本研究通过观察高糖和氧化型低密度脂蛋白(oxidized
low density lipoprotein，ox-LDL)对THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞的影
响，以探讨高糖与AS的关系。
1 材料与方法
1.1 材料 THP-1细胞系(武汉大学典藏中心，华中科技大学同济医学院成蓓教授惠
赠)；RPMI-1640培养基(Gibcol)；胎牛血清(杭州四季青生物制品公司)；牛血清
白蛋白(bovine serum albumin，BSA)(上海普飞生物技术有限公司)；佛波醇酯
(phorbol 12-myristate 13-acetate，PMA)(Sigma)；低密度脂蛋白(low density
lipoprotein，LDL)(Calbiocom)；D-葡萄糖(Sigma)；其他试剂为国产分析纯。
1.2 方法
1.2.1 ox-LDL的制备：10mg LDL加0.02mol/L PBS液(含0.15mol/L NaCl)，终
浓度为1mg/mL。将LDL置入含10μmol/L CuSO4的PBS液中,37 ℃氧化修饰
12 h后，在含0.1%EDTA-PBS中透析24h终止氧化，0.2μm微孔滤膜过滤除菌
备用。用硫代巴比妥酸反应物质(thiobarbituric acid reactive substances,
TBARS)值判断LDL氧化修饰程度。LDL的TBARS值为1.2～3.2 nmol/mg蛋白，
ox-LDL的TBARS值为63.0～78.5 nmol/mg蛋白。
1.2.2 THP-1细胞的培养和分组：THP-1是人类白血病单核细胞系，倍增时间为
24～48 h，在含10%胎牛血清的RPMI-1640培养基中悬浮生长。THP-1细胞置
于37 ℃含5%CO2和95%空气的培养箱中培养，细胞密度约1×109/L，隔天换
液一次。THP-1细胞置于含160 nmol/L PMA和0.1%BSA的无血清1640培养
基中培养48 h，可见80%的细胞由悬浮状态变为贴壁状态，且细胞形状由圆形变
为梭形、椭圆形或不规则形，提示单核细胞已转化为巨噬细胞。上述巨噬细胞弃去
培养基，加入0.1%BSA的无血清1640培养基，并将新换液的THP-1细胞分为
四组。①对照组(n=6)：只加0.1%BSA的无血清培养基；②高糖组(n=6)：加葡萄
糖至终浓度为30mmol/L；③ox-LDL组(n=6)：加ox-LDL至终末浓度为
100μg/mL；④G-ox-LDL组(n=6)：分别加葡萄糖至终浓度为30mmol/L和ox-
LDL至终浓度为100μg/mL。四组分别培养24h后收集细胞。
1.2.3 THP-1细胞油红O染色：按李全忠等[3]方法，细胞800r/min离心5min，
去上清。PBS液漂洗3次，细胞浓度为1×106/mL，每张玻片用0.1mL细胞涂片，
空气中晾干。然后在2.5%的戊二醛中固定3h；2.5%重铬酸钾处理16 h；0.3%油
红O染色20min；氧化苏木精衬染2 min；最后，丙酮脱水1～2 s后封片。
1.2.4 THP-1细胞透射电镜观察：细胞1000r/min离心10min，去上清后用2.5%
戊二醛固定细胞。标本送复旦大学医学院电镜室行透射电镜检查。细胞内脂质在透
射电镜下表现为胞质内或大或小的脂质空泡。
1.2.5 高效液相色谱法检测总胆固醇及胆固醇酯：按王佐等[4]方法，收集细胞低速
离心，弃上清，生理盐水漂洗细胞。然后等体积的生理盐水重悬细胞，冰浴下超声
破碎(600W，20s)，加入等体积的15%乙醇氢氧化钾(-20℃)，混匀后加入6%三
氯乙酸数滴去蛋白，涡旋至清亮。再加入等体积正己烷∶异丙醇(4∶l，v/v)，涡旋
后离心5min，收集上层有机相，将下层水相按上述步骤重复2次。采用Lowry
法测定细胞蛋白。将收集的有机相真空冷冻干燥，加入原培养细胞1/10体积的异
丙醇-正庚烷-乙腈(35∶12∶52，v/v)溶解，超声去泡，离心5min后取10μL加样。
用Gen-Pak柱对样品洗脱，流速1mL/min，226nm紫外光下检测。胆固醇以峰
面积定量，先检测样品中游离胆固醇，再用胆固醇酯酶将同一样品中的胆固醇酯完
全水解成胆固醇，测定总胆固醇含量。胆固醇酯=总胆固醇-游离胆固醇，以
mg/g细胞蛋白为单位。
1.3 统计学处理 采用SPSS11.0软件进行统计学分析。总胆固醇、游离胆固醇和胆
固醇酯含量用表示，两组间比较采用t检验。P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 细胞形态学改变
2.1.1 细胞油红O染色光镜观察：胞质内出现红染颗粒为脂质染色阳性。对照组和
高血糖组细胞内无明显红染脂质颗粒，提示细胞内脂质成分少；ox-LDL组和G-
ox-LDL组细胞体积增大，细胞质内可见较多的红染颗粒，提示细胞内脂质成分多
(图1)。
2.1.2 细胞透射电镜观察：对照组和高糖组细胞质内仅见极少量脂质空泡；ox-LDL
和G-ox-LDL组细胞圆形、体积较大、胞质内有大量的空泡(原为脂滴，制片过程
中被溶解)(图2)。
光镜和电镜观察结果表明，ox-LDL组和G-ox-LDL组细胞胞质内有大量脂质沉积，
提示泡沫细胞形成；单纯高糖组细胞内脂质沉积不明显，提示单纯高糖刺激不能促
使THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞。
图 1 各组THP-1细胞油红O染色后光镜下所见 ×400Fig 1 Light microscopy of
oil red O stained THP-1 cells in each group ×400A：control group;
B:hyperglycemia group; C:ox-LDL group; D:G-ox-LDL group
图 2 透射电镜观察各组THP-1细胞质内脂质Fig 2 Intracellular lipid droplets in
THP-1 cells of each group under transmission electron
microscopeA:control group; B:hyperglycemia group; C:ox-LDL group; D:G-
ox-LDL group
2.2 细胞内总胆固醇和胆固醇酯含量 ox-LDL组和G-ox-LDL组细胞内的总胆固醇
和胆固醇酯均较对照组细胞增加，差异有统计学意义(P<0.05)；且两组胆固醇酯
含量均大于总胆固醇含量的50%。高糖组与对照组细胞内的总胆固醇和胆固醇酯
比较，差异无统计学意义(P>0.05)，且两组胆固醇酯含量均小于总胆固醇含量的
50%(表1)。
表 1 各组THP-1细胞内胆固醇和胆固醇酯含量比较细胞蛋白，n=6)Tab 1
Comparison of content of cholesterol and cholesteryl ester in THP-1 cells
among each cell protein，n=6)
GroupTCFCCECE/TC(%)Control326±14214±10111±934.3Hyperglycemia32
8±16 215±16 113±6 34.1ox-LDL606±17①216±21389±8①64.1G-ox-
LDL600±17①218±16373±31①63.5
TC:total cholesterol; FC:free cholesterol; CE:cholesterol ester①P<0.05 vs
control group
3 讨 论
慢性高血糖是糖尿病前期、糖尿病和代谢综合征的主要特征之一。高血糖在糖尿病
血管并发症的发病机制中处于中心地位，它和脂质在致动脉粥样硬化方面具有协同
作用[5]，但单纯高糖刺激对THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞的影响还未见报
道。
动脉粥样硬化过程中，单核/巨噬细胞侵入血管内膜下摄取大量脂质，被脂化成胆
固醇酯沉积在细胞内形成泡沫细胞。泡沫细胞形成是AS特征性病变。泡沫细胞的
生物学特征有二：其一是在形态学上细胞圆形、体积较大、胞质内脂质成分明显增
多，并聚集成脂滴，苏木素-伊红染色镜下可见胞质呈泡沫样改变；其二是细胞内
总胆固醇增加，且胆固醇酯占总胆固醇的50%以上[4-6]。本实验采用人THP-1
单核细胞系，分别经高糖、ox-LDL和G-ox-LDL处理后，高糖组和对照组细胞内
脂质无显著差别，形态学上亦无明显差异；ox-LDL和G-ox-LDL处理组细胞内脂
质显著增加，两组中胆固醇酯分别占总胆固醇的64.1%和63.5%，油红O细胞染
色光镜观察示细胞胞质内红染的粗大脂质颗粒；ox-LDL和G-ox-LDL组细胞透射
电镜下可见大量脂质空泡。这些均符合泡沫细胞的生化和形态学特征，提示单纯高
糖刺激不能促使THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞，而ox-LDL能使其转化为
泡沫细胞。
尽管高糖不能使THP-1源性巨噬细胞转化为泡沫细胞，并不是否定了高糖与AS
的关系，提示高糖致AS作用可能存在其他机制。其实，关于高血糖加速AS的分
子生物学机制主要有三种学说，即糖基化终末产物学说[7]、蛋白激酶C途径和氧
化应激学说，特别是近些年提出了共同土壤学说，即高糖诱导细胞内活性氧增多是
其导致各种损伤的共同病理生理机制[8]。许多动物实验研究[9-10]证明，人和动
物患1型糖尿病，即使没有血脂代谢紊乱，也可导致动脉粥样硬化及其相关疾病，
可能是高血糖致AS的作用，但还是要求有基础水平血脂，否则单纯高血糖不足以
致AS。这一点和本研究一致，即胆固醇酯是AS的必要条件，单纯高糖不足以致
AS。
必须指出的是，AS发生发展过程极其复杂，尤其是在人体内，多种危险因素、遗
传背景参与其中，由于本研究为体外单一因素离体研究，研究角度也主要是泡沫细
胞的形成，难免存在局限性。但有理由相信，随着高糖和AS研究的不断深入，将
会为糖尿病血管并发症的机制和防治提供新思路。
参考文献:
[1] Howard BV, Best LG, Galloway JM, et al. Coronary heart disease risk
equivalence in diabetes depends on concomitant risk factors[J]. Diabetes
Care, 2006, 29(2):391-397.
[2] Webb NR, Moore KJ. Macrophage-derived foam cells in
atherosclerosis:lessons from murine models and implications for therapy[J].
Curr Drug Targets, 2007, 8(12):1249-1263.
[3] 王 佐，李全忠，杨向东，等. 高效液相色谱分析氧化型低密度脂蛋白处理的
U937细胞胞内胆固醇及胆固醇酯[J]. 中国动脉硬化杂志, 1998, 6(4):317-320.
[4] 李全忠，杨永宗，易光辉, 等. U937泡沫细胞模型的建立[J]. 中国动脉硬化杂志,
1999, 7(2)：152-154.
[5] Sano J, Shirakura S, Oda S, et al. Foam cells generated by a combination
of hyperglycemia and hyperlipemia in rats[J]. Pathol Int, 2004, 54(12):904-
913.
[6] Fogellman AM, Schechter I, Seager J, et al. Malondiade alteration of low
density lipoprotein leads to cholesteryl ester accumulation in human
monocyte-macrophages[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1980, 77(2):214-220.
[7] Jandeleit-Dahm K, Cooper ME. The role of AGEs in cardiovascular
disease[J]. Curr Pharm Des, 2008, 14(10):979-986.
[8] Brownlee M. Biochemistry and molecular cell biology of diabetic
complication[J]. Nature, 2001, 414(6865):813-820.
[9] Kanter JE, Johansson F, LeBoeuf RC, et al. Do glucose and lipids exert
independent effects on atherosclerotic lesion initiation or progression to
advanced plaques[J]?Circ Res, 2007, 100(6):769-781.
[10] Gleissner CA, Sanders JM, Nadler J, et al. Upregulation of aldose
reductase during foam cell formation as possible link among diabetes,
hyperlipidemia, and atherosclerosis[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2008,
28(6):1137-1143.