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背景与目的:糖尿病心肌病(Diabetic cardiomyopathy,DCM)是由糖尿病(Diabetes mellitus,DM)发展导致的心肌广泛局灶性坏死,主要由心肌细胞代谢紊乱和心脏微血管病变所引起。DCM的进一步发展会导致心功能发生异常,最终出现心绞痛、心力衰竭和心律失常等症状。DCM的发病机制比较复杂,由多种因素共同诱导而成,最主要的因素包括心肌细胞代谢紊乱、心肌细胞钙转运缺陷、冠状动脉的微血管病变、心肌间质纤维化、心脏自主神经病变等。糖原合成酶激酶-3β(Glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)是一种在进化上非常保守的丝氨酸/苏氨酸激酶。GSK-3β在体内主要参与糖原合成酶活性的调控,除此之外还参与心肌细胞生长和凋亡的调控。在心脏病理发展过程中,GSK-3β对心肌肥厚、心力衰竭、缺血再灌注损伤等都有重要的介导作用。本文研究目的在于探究和厚朴酚(Honokiol,HKL)对糖尿病大鼠心肌纤维化的影响并用GSK-3β作为纤维化诱导剂研究其作用机制;此外,通过小动物超声方法探究HKL对糖尿病引起的射血分数保留型心力衰竭(Heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF)小鼠左心室收缩与舒张功能的影响;最后利用HE染色和Masson染色方法检测HKL对糖尿病小鼠心脏结构变化的影响。方法:(1)采用SD大鼠离体心肌成纤维细胞培养技术,探究和厚朴酚对高糖诱导大鼠心肌成纤维细胞的影响并用GSK-3β作为纤维化诱导剂研究其作用机制。Western blot法检测纤维化相关蛋白CollagenⅠ、CollagenⅢ、TGF-β、CTGF、FN、β-catenin的表达。(2)小鼠腹腔注射链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导HFpEF 1型糖尿病模型。采用M型超声心动图测量左室收缩与舒张功能:心律(Heart rate,HR)、左室舒张末期内径(Left ventricular diastolic internal dimension,LVID;d)、左室收缩末期内径(Left ventricular systolic internal dimension,LVID;s)、左室舒张末期后壁厚度(Left ventricular diastolic posterior wall thickness,LVPW;d)、左室收缩末期后壁厚度(Left ventricular systolic posterior wall thickness,LVPW;s)、左室射血分数(Ejection fraction,EF)、左室短轴缩短分数(Fraction shortening,FS)、左室舒张早期E峰最大流速(Early diastolic filling,E)、左室舒张晚期A峰最大流速(Late diastolic filling due to atrial contraction,A)、舒张早期E峰下降时长(Mitral valve decelaration time,MVDT)、等容舒张时长(Isovolumetric relaxation time,IVRT),并且计算E/A比值。(3)应用HE染色、Masson染色技术,在正置显微镜下观察小鼠心肌组织变化及纤维化程度。结果:(1)和厚朴酚对心肌纤维化的影响。高糖培养大鼠心肌成纤维细胞12 h诱导纤维化,研究不同浓度和厚朴酚对心肌纤维化的影响。Western blot结果表明,与正对照组相比,高糖培养能明显促进心肌纤维化相关蛋白CollagenⅠ、CollagenⅢ、TGF-β、CTGF、FN的表达(P<0.05)。0.1μM、0.3μM、1μM的和厚朴酚药物组可以明显抑制高糖诱导的心肌纤维化相关蛋白表达(P<0.05)。高剂量和厚朴酚药物组较低剂量组降低心肌纤维化相关蛋白表达的效果更为明显。DMSO对心肌纤维化相关蛋白的表达没有显著性影响(P>0.05)。(2)和厚朴酚对GSK-3β诱导心肌纤维化的影响。Western blot结果表明,与高糖模型组相比,GSK-3β能明显促进心肌纤维化相关蛋白CollagenⅠ、CollagenⅢ、TGF-β、CTGF、FN的表达并且促进β-catenin的表达(P<0.05)。和厚朴酚加GSK-3β组可以明显抑制GSK-3β诱导的心肌纤维化相关蛋白表达并且抑制β-catenin的表达(P<0.05)。DMSO对心肌纤维化相关蛋白和β-catenin的表达没有显著性影响(P>0.05)。(3)和厚朴酚对GSK-3β表达的影响。Western blot结果表明,与高糖模型组相比,和厚朴酚药物组能明显降低GSK-3β的表达(P<0.01)。DMSO对GSK-3β的表达没有显著性影响(P>0.05)。(4)和厚朴酚对糖尿病小鼠心功能的影响。超声结果表明,与高糖模型组相比,和厚朴酚对收缩功能指标HR、LVID;d、LVID;s、LVPW;d、LVPW;s、EF、FS没有显著性变化(P>0.05)。但是对舒张功能指标影响显著,即E/A比值下降(P<0.05),MVDT和IVRT延长(P<0.05)。(5)和厚朴酚对糖尿病小鼠心功能和心肌组织的影响。染色结果表明,与正常对照组相比,HE染色观察到高糖模型组小鼠出现明显的心肌结构异常,包括心肌纤维断裂、细胞结构紊乱、细胞间隙增大。Masson染色观察到高糖模型组小鼠心肌间质胶原沉积增加(P<0.01)。与高糖模型组相比,和厚朴酚可以明显改善糖尿病引起的心肌结构损伤并且减少胶原沉积(P<0.01),但未能使糖尿病引起的心肌纤维化恢复到正常水平。结论:和厚朴酚可剂量依赖性地抑制高糖诱导的心肌纤维化;在GSK-3β诱导纤维化中,和厚朴酚可通过下调GSK-3β和β-catenin抑制心肌纤维化。同时和厚朴酚能改善小鼠1型糖尿病模型引起的心脏舒张功能不全,改善模型小鼠心肌结构损伤并且减少胶原沉积。