【摘要】：背景:糖尿病心肌病(diabeticcardiomyopathy,DCM)嚴重威脅糖尿病患者的生命健康。目前研究認為,糖尿病心肌病主要由持續(xù)的高糖血癥和高脂血癥引起的氧化應激、胰島素抵抗、線粒體功能障礙等導致。我們前期研究發(fā)現(xiàn),在db/db小鼠中,持續(xù)過高的胰島素水平導致磷酸化的蛋白激酶B(phosphorylated protein kinaseB,P-AKT)和磷酸化的叉頭框蛋白O 1(phosphorylatedforkheadboxprotein 01,P-FOXO1)表達明顯下降,進而引起線粒體膜電位和心臟功能下降。并且有研究發(fā)現(xiàn),在1型糖尿病小鼠模型中,心臟線粒體ATP敏感鉀通道(mitochondrial ATPsensitivepotassiumchannel,mitoKATP)表達和功能明顯降低。其在2型糖尿病心肌病中,其表達和功能是否有變化,在糖尿病心肌病中發(fā)揮怎樣的作用,則未見有報道。因此,本研究在前期實驗基礎上,觀察了 2型糖尿病心肌病時心臟Kir6.1基因表達及心臟和線粒體功能的變化,并通過敲除和過表達Kir6.1基因,研究其對糖尿病心肌病時小鼠心功能/胰島素抵抗時心肌細胞功能、線粒體功能的影響及機制。目的:探討Kir6.1基因在糖尿病心肌病中的作用及機制。方法:在動物水平上,將小鼠隨機分成8組:對照組、糖尿病心肌病組(高脂喂養(yǎng)(high-fat diet,HFD)結合注射鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)誘導 DCM)、病毒對照組、病毒對照并給予HFD+STZ處理組、腺相關病毒組(過表達Kir6.1)、腺相關病毒并給予HFD+STZ處理組、心臟特異性Kir6.1基因敲除組和敲除并給予HFD+STZ處理組。在細胞水平上,將心肌細胞隨機分成6組:對照組、胰島素處理組、病毒對照組、病毒對照并給予胰島素處理組、腺病毒組(過表達Kir6.1)和腺病毒并給予胰島素處理組。分別以超聲心動圖和血清BNP檢測評價小鼠心臟功能,以心肌組織HE和TUNEL染色評價小鼠心肌細胞病理和凋亡的情況,以透射電鏡評價小鼠心臟線粒體結構。以ELISA檢測心肌細胞培養(yǎng)上清BNP水平,以SeahorseXFe96生物能量測定儀評價心肌細胞線粒體功能。以RT-QPCR方法檢測小鼠及細胞Kir6.1的mRNA水平表達,以蛋白印記方法檢測小鼠及細胞Kir6.1、T-AKT、P-AKT、T-FOXO1、P-FOXO1 的蛋白表達水平。結果:(1)與對照組相比,給予HFD+STZ造模第15周誘導出糖尿病心肌病小鼠模型,表現(xiàn)為:體重、血糖明顯增加;胰島素水平降低;CO、MVE/A、LVEF、LVFS和LVPW;d減小,LVID;d和LVID;s增大;血清BNP水平升高;心肌細胞明顯肥大,凋亡率增加;心臟線粒體結構破壞;HFD+STZ組Kir6.1基因的表達下降(P0.05)。(2)與對照組相比,胰島素處理組心肌細胞線粒體的基礎呼吸能力、ATP生成能力、最大呼吸能力以及呼吸儲備能力均有不同程度下降(P0.05)。(3)與對照組相比,心臟特異性Kir6.1基因敲除小鼠,Kir6.1基因表達水平明顯下降,同時心功能下降并出現(xiàn)線粒體結構破壞;P-AKT及P-FOXO1的蛋白表達水平分別有不同程度下降(P0.05)。(4)心臟特異性Kir6.1基因敲除并給予HFD+STZ處理后,小鼠心功能的下降和P-AKT及P-FOXO1的蛋白表達水平的下降較DCM組更明顯(P0.05)。(5)與對照組相比,過表達Kir6.1基因,小鼠心肌的Kir6.1基因表達水平明顯增加,P-AKT及P-FOXO1的蛋白表達水平分別有不同程度增加(P0.05),而心功能以及線粒體結構無明顯改變。(6)與DCM組相比,過表達Kir6.1基因可減輕DCM時小鼠心臟功能障礙,降低DCM時小鼠血清BNP水平,降低DCM心肌細胞肥大變性和凋亡率(P0.05);減少DCM線粒體結構破壞。增加P-AKT、P-FOXO1的表達水平(P0.05)。(7)與對照組相比,過表達Kir6.1基因組的心肌細胞Kir6.1基因的表達水平明顯增加,P-AKT、P-FOXO1的表達水平增高(P0.05);與胰島素處理組相比,過表達Kir6.1基因可降低胰島素抵抗時心肌細胞BNP水平,減少線粒體功能下降,增加P-AKT、P-FOXO1的表達水平(P0.05)。結論:(1)糖尿病心肌病時,小鼠心臟Kir6.1基因的表達下降,心臟功能和心肌細胞線粒體功能下降。(2)小鼠心臟特異性Kir6.1基因敲除后心功能和線粒體功能下降,下調AKT、FOXO1的磷酸化水平。(3)敲除Kir6.1基因使糖尿病心肌病小鼠心功能和線粒體功能下降更明顯,AKT、FOXO1的磷酸化水平下調更加明顯。(4)過表達Kir6.1基因可減少小鼠糖尿病心肌病時心臟功能和線粒體功能障礙,可上調AKT、FOXO1的磷酸化水平。(5)過表達Kir6.1基因可減少胰島素抵抗時心肌細胞功能和線粒體功能障礙,可上調AKT、FOXO1的磷酸化水平。(6)過表達Kir6.1基因可以減少糖尿病心肌病/胰島素抵抗時心臟功能和線粒體功能障礙,其作用可能與上調P-AKT和P-FOXO1的表達有關。
【學位授予單位】：中國人民解放軍醫(yī)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R587.2;R542.2
【圖文】：

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圖１－２兩組血糖的比較逡逑＊Ｐ＜０．０５邋ｖｓ邋ｇｒｏｕｐ邋Ｃｏｎｔｒｏｌ，邋ＭｅａｎｉＳＤ，邋ｎ＝＼０逡逑ＨＦＤ＋ＳＴＺ處理后降低了小鼠的血清胰島素水平逡逑ＩＳＡ檢測顯示（圖１－３），在造模第１６周時，ＨＦＤ＋ＳＴＺ組小鼠與組相比血清胰島素水平降低（Ｐ＜０．０５）。逡逑１．５－逡逑Ｉｌ．ｃ－邋Ｈ逡逑｜邋０．５－丨：＆灥｜

本文編號：2741563