【摘要】：糖尿病心肌損傷是一種具有明確糖尿病病史,繼發(fā)于糖脂代謝紊亂,引起心臟結(jié)構(gòu)和功能異常的病理狀態(tài),可進(jìn)展為糖尿病心肌病,最終導(dǎo)致心力衰竭。它獨(dú)立于冠狀動脈粥樣硬化性心血管疾病、高血壓、結(jié)構(gòu)性心臟病等。糖尿病心肌損傷繼發(fā)心肌病是糖尿病患者主要的并發(fā)癥之一。近年的流行病學(xué)資料顯示,糖尿病的發(fā)病率正呈現(xiàn)逐年增加的趨勢,由此糖尿病心肌病的發(fā)病率也迅速增加。糖尿病心肌損傷也是引起糖尿病患者心功能減退并不斷惡化的主要原因之一。這不但嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量和預(yù)后,也極大增加了社會財(cái)政負(fù)擔(dān)。大量的研究表明,氧化應(yīng)激和凋亡是引起糖尿病心肌損傷并最終發(fā)展為糖尿病心肌病的主要致病因素之一�？寡趸瘎┮肋_(dá)拉奉,最近已被公認(rèn)為是一種潛在的心血管疾病保護(hù)劑。但是,依達(dá)拉奉對糖尿病相關(guān)的心臟并發(fā)癥的保護(hù)作用鮮有報(bào)道。沉默信息調(diào)節(jié)因子2相關(guān)酶1(silent mating type information regulation 2 homolog1,SIRT-1)定位于幾種抗氧化劑基因的調(diào)控區(qū)域,調(diào)控了多種抗氧化劑基因表達(dá),并可上調(diào)過氧化物酶體增殖活化受體γ共激活因子1α(peroxisome proliferator activated receptorγcoactivatorα,PGC-1α)表達(dá),抑制活性氧(reaction oxygen species,ROS)導(dǎo)致的糖尿病心肌損傷。我們的前期研究表明,依達(dá)拉奉上調(diào)了心肌SIRT-1表達(dá)并抑制心肌細(xì)胞凋亡。由此我們推測依達(dá)拉奉對糖尿病心肌損傷的保護(hù)作用可能通過上調(diào)SIRT-1抑制氧化應(yīng)激及凋亡來實(shí)現(xiàn)的。本研究在體內(nèi)觀察依達(dá)拉奉對1型糖尿病導(dǎo)致的心肌損傷大鼠心功能及心肌SIRT-1、PGC-1α、核因子網(wǎng)織紅細(xì)胞2相關(guān)因子2(Nuclear factor erythroid2-related factor 2,NRF-2)、Bcl-2、Bax及Caspase-3蛋白表達(dá)的影響,探討依達(dá)拉奉對1型糖尿病導(dǎo)致的心肌損傷的保護(hù)作用;在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)上,觀察依達(dá)拉奉對高糖誘導(dǎo)的H9c2心肌細(xì)胞的細(xì)胞活力、活性氧的影響,探討依達(dá)拉奉是否改善心肌細(xì)胞氧化應(yīng)激及凋亡;此外在細(xì)胞水平上,觀察依達(dá)拉奉對高糖處理的H9c2心肌細(xì)胞內(nèi)SIRT-1、PGC-1α、NRF-2、Bcl-2、Bax及Caspase-3蛋白表達(dá)的影響,探討依達(dá)拉奉對高糖處理的H9c2心肌細(xì)胞損傷的保護(hù)作用及其作用機(jī)制。實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果如下:1、依達(dá)拉奉對糖尿病心肌損傷的保護(hù)作用:采用6周齡的雄性Wistar大鼠,通過對大鼠一次性腹腔注射STZ(60 mg/kg)制備1型糖尿病大鼠心肌損傷模型。成模后治療組給予依達(dá)拉奉(6 mg/kg/day)腹腔注射治療4周后,測量大鼠體重、血糖(BG)、大鼠血清胰島素(INS)、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD),超聲心動圖測量心功能,HE染色觀察心肌形態(tài)學(xué),TUNEL分析心肌細(xì)胞凋亡,檢測氧化應(yīng)激損傷及細(xì)胞凋亡關(guān)鍵蛋白SIRT-1、PGC-1α、NRF-2、Bcl-2、Bax及Caspase-3的表達(dá)。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示,依達(dá)拉奉(6 mg/kg/day)治療4周后能夠明顯改善1型糖尿病大鼠的心功能,改善心肌組織病理形態(tài),改善血清胰島素的水平;TUNEL染色分析表明,與對照組相比,依達(dá)拉奉治療后心肌細(xì)胞凋亡顯著降低;對心肌組織的相關(guān)蛋白檢測發(fā)現(xiàn),與對照組相比,依達(dá)拉奉能增加心肌組織中SIRT-1、PGC-1α、NRF-2、Bcl-2表達(dá),減少Bax、Caspase-3蛋白表達(dá)。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,依達(dá)拉奉能明顯改善1型糖尿病導(dǎo)致心肌損傷大鼠的心功能,減少心肌細(xì)胞凋亡,其保護(hù)作用可能與激活SIRT-1有關(guān)。2、依達(dá)拉奉保護(hù)高糖誘導(dǎo)的H9c2心肌細(xì)胞損傷的作用及其機(jī)制:H9c2細(xì)胞與各種濃度的EDA或高糖與EDA共孵育24小時(shí),檢測細(xì)胞毒性、ROS水平及SIRT-1、PGC-1α、NRF-2、Bcl-2、Bax、Caspase-3蛋白表達(dá),研究依達(dá)拉奉對高糖處理的H9c2心肌細(xì)胞的保護(hù)作用機(jī)制。結(jié)果表明,依達(dá)拉奉在高糖處理的H9c2心肌細(xì)胞中能減少心肌細(xì)胞毒性及ROS產(chǎn)生;與對照組相比,依達(dá)拉奉治療增加高糖處理的H9c2心肌細(xì)胞中SIRT-1、PGC-1α、NRF-2、Bcl-2表達(dá),減少Bax、Caspase-3蛋白表達(dá)。3、依達(dá)拉奉保護(hù)高糖誘導(dǎo)的H9c2心肌細(xì)胞損傷的分子機(jī)制:依達(dá)拉奉通過激活SIRT-1調(diào)控了氧化應(yīng)激下細(xì)胞生長及存活,因此我們檢測是否敲除SIRT-1會抑制依達(dá)拉奉的保護(hù)效應(yīng)。結(jié)果表明,在高糖處理的H9c2細(xì)胞通過SIRT-1si RNA敲除可導(dǎo)致SIRT-1蛋白表達(dá)減少,伴隨PGC-1α、NRF-2蛋白表達(dá)減少。此外,在高糖和依達(dá)拉奉共孵育敲除SIRT-1后,Bax和Caspase-3表達(dá)顯著增加,Bcl-2表達(dá)顯著減少。因此,該結(jié)果提示依達(dá)拉奉治療主要是通過增加SIRT-1,進(jìn)而增加PGC-1α和NRF-2表達(dá),減輕高糖誘導(dǎo)的H9c2心肌細(xì)胞凋亡。本研究主要以SIRT-1為靶點(diǎn),分別從體內(nèi)(動物)水平和體外(細(xì)胞)水平兩大方面研究了依達(dá)拉奉對1型糖尿病心肌損傷的保護(hù)作用以及作用機(jī)制。我們發(fā)現(xiàn)體內(nèi)實(shí)驗(yàn),依達(dá)拉奉明顯改善大鼠心功能、氧化應(yīng)激及凋亡,調(diào)控了抗氧化、凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá);在體外實(shí)驗(yàn),依達(dá)拉奉治療明顯改善了高糖所致的H9c2心肌細(xì)胞的損傷及調(diào)控相關(guān)抗氧化蛋白及凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá),而這一作用主要與依達(dá)拉奉上調(diào)SIRT-1有關(guān),該研究揭示了依達(dá)拉奉對糖尿病心肌損傷的保護(hù)作用,并進(jìn)一步探討依達(dá)拉奉對糖尿病心肌損傷的保護(hù)作用的分子機(jī)制,為依達(dá)拉奉作為治療糖尿病心肌損傷藥物的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。
【圖文】：

6 磷酸果糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖 6 磷酸。而在高糖血癥，過量的葡萄糖導(dǎo)致的超氧陰離子激活氨基己糖通路，抑制蛋白激酶 Akt 誘導(dǎo)的 NOS 活化[92][ 93]，減少 NO 生成（4）激活多元醇通路，活化丙酮醛，促進(jìn) AGEs 及 RAGE 蓄積。多元醇通路利用一系列羰基化合物作為底物，并通過煙酸腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）將這些化合物還原成各自的糖醇。激活的醛糖還原酶將葡萄糖轉(zhuǎn)化為山梨醇，山梨醇再通過山梨醇脫氫酶氧化為果糖，，引起細(xì)胞內(nèi)山梨醇和果糖堆積，造成細(xì)胞內(nèi)高滲，導(dǎo)致細(xì)胞損傷。NAD+是這個(gè)反應(yīng)中的輔因子。高葡萄糖誘導(dǎo)的多元醇旁路引起細(xì)胞損傷的主要機(jī)制是在高血糖條件下，經(jīng)山梨醇脫氫酶在醛糖還原酶（AR）途徑使葡萄糖氧化增加[80]。增加的葡萄糖流通過電子傳遞鏈增加線粒體超氧陰離子的產(chǎn)生[94]。這改變了 NADPH/NADP+和 NADH /NAD+的比率，導(dǎo)致抗氧化酶輔因子還原型谷胱甘肽消耗，NADPH 是還原型谷胱甘肽再生所必需的輔因子，谷胱甘肽又是活性氧的重要清除劑，其減少會加重氧化應(yīng)激，氧化應(yīng)激又促進(jìn) AGE 前體和 PKC 激活劑甘油二酯的產(chǎn)生[82][95]。

圖 1. 2 糖尿病心肌病發(fā)病機(jī)制示意圖總之，氧化應(yīng)激及凋亡在糖尿病所致的心肌損傷并最終發(fā)展為 DCM 的病理過程中扮演重要角色。尋找抗氧化應(yīng)激、抗凋亡的分子靶點(diǎn)對糖尿病心肌病的精準(zhǔn)治療意義重大。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R587.2;R542.2

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