葡萄糖和胰岛素对SW480肿瘤细胞分泌IGF-1的影响

张素敏，王彤，刘海东，王祯，孙莉

（1.保定市第三中心医院内分泌科，河北保定 071000；（2.河北大学附属医院，河北保定 071000）

葡萄糖和胰岛素对SW480肿瘤细胞分泌IGF-1的影响

张素敏1，王彤2，刘海东1，王祯1，孙莉1

（1.保定市第三中心医院内分泌科，河北保定 071000；（2.河北大学附属医院，河北保定 071000）

目的本实验模拟2型糖尿病病程中葡萄糖、胰岛素的浓度改变，研究不同浓度的葡萄糖、胰岛素对SW480肿瘤细胞分泌IGF-1的影响。方法体外培养SW480肿瘤细胞。依据培养液中加入葡萄糖、胰岛素浓度的不同，将实验细胞分为六组：0组(对照组)：RPMI 1640细胞培养液；第1组：RPMI1640细胞培养液+5 mmol/L葡萄糖和5 μIU/ml胰岛素；第2组：RPMI 1640细胞培养液+5 mmol/L葡萄糖和125 μIU/ml胰岛素；第3组：RPMI 1640细胞培养液+25 mmol/L葡萄糖和125 μIU/ml胰岛素；第4组：RPMI 1640细胞培养液+25 mmol/L葡萄糖和5 μIU/ml胰岛素；第5组：RPMI 1640细胞培养液+25 mmol/L葡萄糖和1.25 μIU/ml胰岛素。每个组设3个复孔，于37℃、5%CO2饱和湿度的培养箱中培养48 h，培养结束后，收集细胞培养上清，用ELISA方法检测IGF-1的浓度。结果在高浓度的胰岛素组(第2组、第3组，培养液中均含有125 μIU/ml的胰岛素)IGF-1的浓度[(286.85±23.51)μg/L、(293.43±30.57)μg/L]高于对照组0组[(197.99±22.50)μg/L]，差异有统计学意义(F=9.726，P＜0.01)；而第1、4、5组(培养液中分别含有5 μIU/ml、5 μIU/ml、1.25 μIU/ml的胰岛素)IGF-l的浓度[(203.22±28.89)μg/L、(209.47±25.77)μg/L、(195.33±20.88 μg/L)]与对照组0组相比较，差异均无统计学意义(P＞0.05)。结论高浓度的胰岛素能够上调SW480肿瘤细胞IGF-1的表达。

葡萄糖；胰岛素；IGF-1；2型糖尿病；结直肠癌

近些年来2型糖尿病和结直肠癌的发病率呈逐渐升高趋势，可能与现代生活方式的改变、人口老龄化等因素有关。多项研究指出，2型糖尿病患者与未患糖尿病的人群相比较，结直肠癌的发病风险明显地升高，两者存在着密切的关系[1-3]。本实验通过模拟2型糖尿病病程中，患者体内葡萄糖、胰岛素浓度的变化，研究2型糖尿病患者易患结直肠癌可能存在的因素。

1 材料与方法

1.1 材料人结直肠癌细胞株SW480肿瘤细胞(购于ATCC)；人IGF-1酶联免疫试剂盒(购于美国R＆D Systems公司)。

1.2 培养SW480肿瘤细胞复苏SW480肿瘤细胞后，培养在10%新生牛清的RPMI1640细胞培养液中，加入1%的青、链霉素，37℃、5%CO2饱和湿度的培养箱中培养，24～48 h更换培养液，细胞生长融合达到90%后传代。

1.3 实验分组SW480肿瘤细胞在对数生长期时进行分组实验，依据培养液中加入葡萄糖、胰岛素的浓度不同，将实验细胞分为六组：0组(对照组) RPMI 1640细胞培养液；第1组：RPMI1640细胞培养液+5 mmol/L的葡萄糖和5 μIU/ml的胰岛素；第2组：RPMI1640细胞培养液+5 mmol/L的葡萄糖和125 μIU/ml的胰岛素；第3组：RPMI 1640细胞培养液+25 mmol/L的葡萄糖和125 μIU/ml的胰岛素；第4组：RPMI 1640细胞培养液+25 mmol/L的葡萄糖和5 μIU/ml的胰岛素；第5组：RPMI 1640细胞培养液+25 mmol/L的葡萄糖和1.25 μIU/ml的胰岛素。

1.4 收集SW480肿瘤细胞的培养上清SW480肿瘤细胞以2×105/ml接种于6孔细胞培养板上，每个组设3个复孔，每个孔培养总量为3 ml，培养于37℃、5%CO2饱和湿度的培养箱中48 h。结束后，收集细胞培养上清，离心除去细胞碎片后，-70℃保存待检。

1.5 检测SW480肿瘤细胞培养上清中的IGF-l浓度使用双抗体夹心酶联免疫吸附法（ELISA）。严格按照说明书操作。抗人IGF-1的单抗包被于酶标板上，标准品、样品的IGF-1与单抗结合，洗涤后，加入底物A、B，在过氧化物酶催化下底物TMB转化成为蓝色，在酸的作用下转化为最后的黄色。在450 nm处测OD值，IGF-1的浓度与OD值成正比，计算标本中IGF-l的浓度。

2 结果

含高浓度的胰岛素组（第2组、第3组）IGF-1的表达[(286.85±23.51)µg/L、(293.43±30.57)µg/L)]高于对照组0组[(197.99±22.50)µg/L]，差异有统计学意义(F=9.726，P＜0.01)；而第1、4、5组IGF-l的表达[(203.22±28.89)µg/L、(209.47±25.77)µg/L、（195.33± 20.88)µg/L)]与对照组0组比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表1。

表1 不同浓度的葡萄糖、胰岛素对SW480肿瘤细胞分泌IGF-1的影响（±s）

表1 不同浓度的葡萄糖、胰岛素对SW480肿瘤细胞分泌IGF-1的影响（±s）

注：a与对照组0组比较，aP＜0.01。

组别样本数0 1 2 3 4 5 3 3 3 3 3 3 IGF-1的浓度(μg/L) 197.99±22.50 203.22±28.89 286.85±23.51a293.43±30.57a209.47±25.77 195.33±20.88 F值9.726 P值＜0.01

3 讨论

胰岛素样生长因子l(Insulin-1ike growth factor-l，IGF-1)在细胞的生长、凋亡及肿瘤的发生中均发挥着重要的作用。多项研究表明，2型糖尿病是结直肠癌的危险因素之一，合并2型糖尿病的结直肠癌患者的复发率和死亡率增加[4-5]。Chi等[6]的荟萃分析表明，在结直肠癌的发病风险中，IGF-1起了促进的作用。研究表明[7]，结直肠癌患者血清中IGF-1升高，在复发及转移的患者中均高于未发生复发、转移的患者。

在2型糖尿病发病的过程中[8]，首先存在2型糖尿病的易感因素（遗传因素和环境因素），血浆中葡萄糖、胰岛素的浓度均正常；其次，出现胰岛素抵抗和高胰岛素血症，胰岛β细胞代偿性增加胰岛素的分泌量，血浆葡萄糖的浓度尚能正常；再次，β细胞功能出现缺陷，胰岛素分泌代偿性的增多仍不能够满足机体的需要，血糖的浓度逐渐升高，出现高葡萄糖、高胰岛素血症；最后，β细胞功能出现失代偿，胰岛素的分泌量渐进性减少，血糖明显升高，出现高葡萄糖、低胰岛素血症。实验结果和2型糖尿病的病程相结合，在高胰岛素血症阶段，高浓度的胰岛素组(培养液中含125 μlU/ml的胰岛素)增加了SW480肿瘤细胞IGF-1的分泌水平。

目前已有研究表明[9-10]，结直肠癌组织中IGF-1表达的阳性率比癌旁组织明显增高。Shiratsuchi等[11]的研究表明IGF-1的表达与结直肠癌肿瘤的大小及浸润的深度显著相关。Wu等[12]研究发现，结直肠癌患者血液中IGF-1升高，在结直肠癌的发生发展和转移中发挥着重要的作用。结直肠癌组织中IGF-1受体的表达比正常的结肠黏膜增多，肿瘤的分级、分期和转移与这种过多的表达关系密切，进一步说明了在结直肠癌发病中IGF-1的作用。目前，有关2型糖尿病引起结直肠癌发病风险升高的可能机制，主要是胰岛素抵抗和IGF-1的作用[13-14]。存在胰岛素抵抗阶段，患者体内不仅胰岛素的水平升高，并且IGF-l的水平也出现升高。胰岛素通过增加肝脏中生长激素受体的表达，促进IGF-l的产生；胰岛素还能直接抑制在肝脏中合成的胰岛素样生长因子结合蛋白，从而提高血液中IGF-1的水平[15]。

通过在体外研究不同浓度的葡萄糖、胰岛素对人结直肠癌细胞株SW480肿瘤细胞IGF-1表达的影响，本实验为2型糖尿病患者易发生结直肠癌的可能机制提供了思路，IGF-1可否作为2型糖尿病患者发生结直肠癌的一项监测指标，来预示肿瘤发生的可能性，尚需要更深入的研究和探讨。

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Effect of glucose and insulin on the secretion of IGF-1 in SW480 cancer cells.

ZHANG Su-min1,WANG Tong2, LIU Hai-dong1,WANG Zhen1,SUN Li1.1.Department of Endocrinology,The Third Central Hospital of Baoding City, Baoding 071000,Hebei,CHINA;2.The Affiliated Hospital of Hebei University,Baoding 071000,Heibei,CHINA

ObjectiveTo study the effect of different concentrations of glucose and insulin on the expression of IGF-1 in SW480 cancer cells by imitating the change of glucose and insulin in the course of type 2 diabetes mellitus.MethodsSW480 cancer cells were cultured in vitro.Based on the concentrations of glucose and insulin in cell culture medium,cells were divided into six groups:group 0(control):RPMI 1640;group 1:RPMI1 640+5 mmol/L glucose and 5 μIU/ml insulin;group 2:RPMI 1640+5 mmol/L glucose and 125 μIU/ml insulin;group 3:RPMI1640+25 mmol/L glucose and 125 μIU/ml insulin;group 4:RPMI1640+25 mmol/L glucose and 5 μIU/ml insulin;group 5: RPMI 1640+25 mmol/L glucose and 1.25 μIU/ml insulin.After put in different cell culture medium,cells were cultured for 48 hours,and the supernatant were gathered.The concentrations of IGF-1 were tested by enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA).ResultsIn the high concentration of insulin groups(group 2 and group 3,125 μIU/ml insulin in both culture medium),the expressions of IGF-1 were higher significantly than that of group 0[(286.85± 23.51)μg/L,(293.43±30.57)μg/L vs(197.99±22.50)μg/L,F=9.726,P＜0.01).In group 1,4,5,(5 μIU/ml,5 μIU/ml, 1.25 μIU/ml insulin in culture medium,respectively),there was no statistically significant difference compared to group 0[(203.22±28.89)μg/L,(209.47±225.77)μg/L,(195.33±20.88)μg/L vs(197.99±22.50)μg/L,P＞0.05). ConclusionHigh concentration of insulin may increase the expression of IGF-1 in SW480 cancer cells.

Glucose;Insulin;IGF-1;Type 2 Diabetes mellitus;Colorectal cancer

R730.22

A

1003—6350（2014）05—0633—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.05.0248

2013-09-16)

张素敏。E-mail：sky6@163.com