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研究目的:昼夜节律是影响睡眠和糖尿病等人体健康状况的一个重要因素。研究表明，高碳水化合物饮食是导致糖尿病的原因之一，高糖也能影响细胞时钟基因的表达。本文研究了不同葡萄糖浓度4.5 mM、22.5 mM、90 mM和180 mM对C2C12小鼠成肌细胞时钟基因周期基因(Period，Per)1、Per2、D-元件结合蛋白基因(albumin D-element binding protein，Dbp)表达的影响。
研究方法:本实验分为五组，分别为4.5 mM组、22.5 mM组（对照组）、90 mM组和180 mM组。实验细胞系取同一批处于对数生长期的C2C12小鼠成肌细胞。以4～6×104/皿的密度接种于细胞培养皿，细胞生长两天后开始实验。根据Asher等人(2008)所用方法，用100 nM地塞米松休克处理15 min，以同步C2C12小鼠成肌细胞的时钟基因表达时相，然后将C2C12小鼠成肌细胞分别置于含有终浓度为4.5 mM、22.5 mM、90 mM、180 mM D-葡萄糖的培养基中，常规孵育培养。24小时内，每隔6h检测细胞中时钟基因Per1、Per2、Dbp和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸辅酶(nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+)依赖的组蛋白去乙酰化酶1(sirtuin1，Sirt1)的mRNA的表达及胞内NAD+和其还原形式NADH的比值NAD+/NADH。
研究结果:
1.4.5 mM组与对照组22.5 mM比较，4.5 mM只在第24 h极显著提高了Per2的mRNA表达(P＜0.01)，对Per1、Dbp、Sirt1的mRNA表达无显著性变化(P＞0.05)。在第6h显著提高了NAD+/NADH的比值(P＜0.01)。
2.90 mM组和180 mM组与对照组比较表明，90 mM在第6h、第12h抑制了Per2的mRNA表达(P＜0.01)，在第12h抑制了Dbp的mRNA表达(P＜0.01)，而在第24 h提高了Dbp的mRNA表达(P＜0.01)，在第6h和第18h提高了Sirt1的mRNA表达(P＜0.05);180mM在第6h、第12h和第18h提高了Per1的mRNA表达(P＜0.01)，在第6h、第12h、第18h抑制了Per2的mRNA表达，而在第24h提高了Per2和Dbp的mRNA表达(P＜0.01);在第6h、第12h和第24 h(P＜0.01)和在第18 h(P＜0.05)提高了Sirt1的mRNA表达;90 mM和180 mM均在第24 h提高了NAD+/NADH的比值(P＜0.01)。
研究结论:不同浓度D-葡萄糖对C2C12小鼠成肌细胞时钟基因的mRNA表达影响不同，这种影响可能是通过NAD+/Sirt1介导的。