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目的:糖尿病心肌病(DCM)是糖尿病的严重并发症之一,是糖尿病患者死亡的主要原因。然而,目前临床上并没有有效的防治方法。酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)作为一种活性生物大分子可以明显促进血管生成、减少氧化损伤和保护神经,是一种潜在的糖尿病心肌病的防治药物。课题组首次将运载aFGF的肝素化微泡(aFGF-HMB)结合超声靶向微泡爆破(UTMD)技术,设计开发了一种高效、安全的aFGF心肌靶向递送系统,并将其应用于糖尿病心肌病的预防。 方法:(1)通过自主创新的肝素化微泡(HMB)的制备方法,根据已有发明专利的处方以及制备工艺制备微泡。 (2)课题组采用腹腔一次性大剂量注射链脲佐菌素(STZ)(70mg/kg)诱导法制备SD大鼠糖尿病动物模型。实验设置了单纯aFGF溶液组、肝素化微泡结合超声爆破(HMB/UTMD)组、aFGF肝素化微泡(aFGF-HMB)组、aFGF肝素化微泡结合超声爆破(aFGF-HMB/UTMD)组等多个实验组。对糖尿病大鼠的左心室收缩及舒张功能、血液动力学、心肌胶原分数、凋亡指数、微血管密度等相关病理指标检测,通过western blot分析,测定大鼠心肌aFGF,Bcl-2,Bax,VEGF-C,pFoxo-3a和pAkt等蛋白的表达含量。 结果:(1)本实验制备的肝素化微泡冻干粉呈白色粉末状。光镜下,微泡形态圆整、粒径分布均一,分散性好,平均粒径3.9μm,符合临床超声微泡的要求。 (2)在体动物实验表明,在治疗12周之后,通过超声心动图和血液动力学结果发现,相比糖尿病组以及其他组,aFGF肝素化微泡结合UTMD组显著改善了糖尿病大鼠的左心室结构功能(P<0.05)。从天狼猩红染色和TUNEL染色结果发现,相比糖尿病组以及其他aFGF治疗组,aFGF肝素化微泡结合UTMD组明显改善了糖尿病心肌的纤维化和心肌细胞凋亡程度。aFGF-HMB/UTMD组的胶原容积分数(CVF)减少到7.2%,心肌细胞凋亡指数(AI)减少到7.11%,而糖尿病组的CVF为24.5%,心肌细胞AI为20.3%。心肌微血管密度(MCD)也证明aFGF-HMB/UTMD组明显改善了心肌灌注。CD31免疫组化染色结果发现aFGF-HMB/UTMD组的MCD为22n/hrp,而糖尿病组MCD为9n/hrp。这些结果证实了经过12周的aFGF治疗,糖尿病左心室功能障碍、心肌纤维化、心肌细胞凋亡和微血管减少等症状明显减轻。在所有aFGF治疗组中,aFGF-HMB/UTMD组的治疗效果最为明显。Western blot结果进一步发现,和糖尿病组以及其他aFGF治疗组比较,aFGF-HMB/UTMD组心肌内aFGF,抗凋亡蛋白Bcl-2,VEGF-C表达以及pAkt/Akt和pFoxo-3a/Foxo3a的比率都是最高的,而促凋亡蛋白Bax的表达是最低的。这表明aFGF肝素化微泡结合UTMD技术可以高效递送aFGF,发挥其心肌保护作用。总之,aFGF肝素化微泡结合UTMD技术有可能发展为临床上一种高效可行的防治DCM的药物递送方法。 结论:aFGF肝素化微泡结合UTMD技术能够更好地发挥aFGF对糖尿病心脏的生理结构以及功能的保护作用,为糖尿病心肌病防治提供一种新的技术策略。