Itaconic acid improves vascular endothelial dysfunction in diabetic mice by inhibiting endothelial cell apoptosis

Tang Jia; Yin Yuehui; Chen Yunlin; Yang Jian; Zhang Fuwei; Wang Luning

doi:10.13406/j.cnki.cyxb.003756

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Itaconic acid improves vascular endothelial dysfunction in diabetic mice by inhibiting endothelial cell apoptosis

Endocrine regulation and metabolic diseases | 更新时间：2025-10-21

- Itaconic acid improves vascular endothelial dysfunction in diabetic mice by inhibiting endothelial cell apoptosis
- Journal of Chongqing Medical University Vol. 50, Issue 9, Pages: 1195-1201(2025)
- 作者机构：
  
  1.重庆医科大学第二附属医院心血管内科/重庆市心律失常重点实验室，重庆 401336
  2.重庆医科大学附属第三医院代谢与心血管疾病研究中心，重庆 401120
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.003756
  CLC： R114
- Received：29 July 2024，
  
  Revised：2024-10-19，
  
  Accepted：23 October 2024，
  
  Published：28 September 2025
- 稿件说明：
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唐嘉,殷跃辉,陈芸霖,等.衣康酸通过抑制内皮细胞凋亡改善糖尿病小鼠血管内皮功能障碍[J].重庆医科大学学报,2025,50(9):1195-1201.

Tang Jia,Yin Yuehui,Chen Yunlin,et al.Itaconic acid improves vascular endothelial dysfunction in diabetic mice by inhibiting endothelial cell apoptosis[J].Journal of Chongqing Medical University,2025,50(9):1195-1201.
唐嘉,殷跃辉,陈芸霖,等.衣康酸通过抑制内皮细胞凋亡改善糖尿病小鼠血管内皮功能障碍[J].重庆医科大学学报,2025,50(9):1195-1201. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003756.

Tang Jia,Yin Yuehui,Chen Yunlin,et al.Itaconic acid improves vascular endothelial dysfunction in diabetic mice by inhibiting endothelial cell apoptosis[J].Journal of Chongqing Medical University,2025,50(9):1195-1201. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003756.

摘要

目的

内皮功能障碍是糖尿病血管并发症的关键和起始因素，本研究旨在探讨4-辛基衣康酸（4-octyl itaconate，4-OI）对糖尿病小鼠血管内皮功能的保护作用及机制研究。

方法

通过db/db小鼠和高糖（high glucose，HG）诱导的人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVECs）分别建立糖尿病小鼠和细胞模型。经4-OI治疗后，采用苏木精-伊红（hematoxylin-eosin staining，HE）、Masson和网状纤维染色观察对照组、模型组和干预组小鼠胸主动脉的病理变化，并通过Western blot技术检测内皮纤维化标志物α-平滑肌肌动蛋白（α-smooth muscle actin，α-SMA）的表达；免疫荧光技术检测对照组、模型组和干预组小鼠胸主动脉Bcl-2关联X蛋白（recombinant Bcl-2 Associated X protein，BAX）和B淋巴细胞瘤-2基因蛋白（B-cell lymphoma-2 protein，Bcl-2）的表达；免疫印记检测4-OI干预对HG诱导的HUVECs中BAX、Bcl-2蛋白表达的影响以及细胞色素C（cytochrome c，CytC）/半胱氨酸蛋白酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase）通路相关蛋白表达的影响。

结果

4-OI可以明显改善db/db糖尿病小鼠血管内皮功能障碍。与模型组（BAX：1.89±0.12）/（Bcl-2：0.52±0.04）相比，干预组（BAX：1.41±0.14）/（Bcl-2：0.73±0.07）小鼠经4-OI治疗后可明显增加Bcl-2表达（

=49.380，

=0.009）和降低BAX表达（

=37.270，

=0.008）。在HG诱导HUVECs的细胞模型中，与高糖组（BAX：1.12±0.04）/（Bcl-2：0.81±0.09）/（CytC：1.01±0.03）/（Caspase-9：1.04±0.04）/（Caspase-3：1.74±0.04）相比，干预组（BAX：0.83±0.04）/（Bcl-2：1.22±0.04）/（CytC：0.61±0.03）/（Caspase-9：0.62±0.03）/（Caspase-3：0.92±0.06）经4-OI处理后Bcl-2表达明显增加（

=75.410，

0.001）和BAX表达明显降低（

=268.100，

0.001），同时CytC、Caspase-9、Caspase-3表达均明显下调（

=234.000，

0.001；

=164.300，

0.001；

=424.1，

0.001）。

结论

综上所述，4-OI通过影响CytC/Caspase通路因子的表达抑制db/db糖尿病小鼠血管内皮细胞凋亡，进而改善糖尿病血管内皮功能障碍。

Abstract

Objective

To investigate the protective effect and mechanism of 4-octyl itaconate（4-OI） on vascular endothelial function in diabetic mice，since endothelial dysfunction is the key and initial factor for vascular complications in diabetes.

Methods

The db/db mice were used to establish a mouse model of diabetes，and high glucose（HG）-induced human umbilical vein endothelial cells（HUVECs） were used to establish a cell model of diabetes. After 4-OI treatment，HE staining，Masson staining，and reticular fiber staining were used to observe pathological changes of the thoracic aorta in the control group，the model group，and the intervention group；Western blot was used to measure the expression of α-smooth muscle actin（α-SMA），a marker for endothelial fibrosis；immunofluorescence assay was used to measure the expression levels of Bcl-2-associated X protein（BAX） and B-cell lymphoma-2（Bcl-2） in the thoracic aorta of mice in the control group，the model group，and the intervention group；immunoblotting was used to observe the effect of 4-OI intervention on the expression of BAX，Bcl-2，and the proteins associated with the cytochrome C（CytC）/cysteinyl aspartate specific proteinase（caspase） pathway in HG-induced HUVECs.

Results

The results showed that 4-OI could significantly improve vascular endothelial dysfunction in db/db diabetic mice. Compared with the model group，the intervention group had a significant increase in the expression of Bcl-2（0.73±0.07 vs. 0.52±0.04，

=49.380，

=0.009） and a significant reduction in the expression of BAX（1.41±0.14 vs. 1.89±0.12，

=37.270，

=0.008） after 4-OI treatment. In the cell model of HUVECs induced by HG，compared with the high glucose group，the intervention group had a significant increase in the expression of Bcl-2（1.22±0.04 vs. 0.81±0.09，

=75.410，

0.001） and a significant reduction in the expression of BAX（0.83±0.04 vs. 1.12±0.04，

=268.100，

0.001） after 4-OI treatment，as well as significant reductions in the expression of CytC（0.61±0.03 vs. 1.01±0.03，

=234.000，

0.001），caspase-9（0.62±0.03 vs. 1.04±0.04，

=164.300，

0.001），and casp

ase-3（0.92±0.06 vs. 1.74±0.04，

=424.100，

0.001）.

Conclusion

In conclusion，4-OI inhibits vascular endothelial cell apoptosis in diabetic mice by affecting the expression of the CytC/Caspase pathway factors，thereby improving vascular endothelial dysfunction in diabetes.

关键词

Keywords

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