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糖尿病是一种严重危害人类健康的慢性代谢疾病。Ⅰ型糖尿病（Type 1 diabetes mellitus,T1DM）患者体内的高血糖和长期代谢紊乱会对全身组织器官造成损害,导致严重的并发症。T1DM常引发心脏慢性炎症、心肌肥厚、心肌细胞凋亡和心肌纤维化,进而导致心肌病、心力衰竭、心肌梗死、缺血性心脏病等心血管并发症,这些并发症在T1DM患者中的发生率是非糖尿病患者的3-8倍,是导致T1DM患者发病率和死亡率的主要原因。胰岛素降解酶（Insulin degrading enzyme,IDE）是一种进化上高度保守的锌离子依赖性金属蛋白水解酶,最初因其降解胰岛素而被命名。随后,研究发现IDE能切割和灭活多种具有不同序列和结构的生物活性肽,如胰高血糖素和β淀粉样蛋白（β-amyloid protein,Aβ）,防止亚细胞区室中形成肽聚集体,从而参与多种生理和病理过程。由于IDE可降解胰岛素和Aβ,IDE被证实与糖尿病和阿尔兹海默症（Alzheimer’s disease,AD）的发生发展相关。后续有研究显示,IDE还可以降解心房利钠肽（Atrial natriuretic peptide,ANP）。ANP是一种来源于心脏的内源性活性多肽,具有利钠、利尿、扩张血管、抗增殖、抗肥厚、抗纤维化等心脏代谢保护作用。实际上,我们的预实验结果显示,IDE可能参与细胞内ANP前体（proANP）的降解。因为ANP参与控制水钠代谢,通过调节血管紧张素调控血压,我们推测IDE可能通过调节/降解ANP/proANP影响糖尿病心肌病/心血管疾病的发生发展。本研究首先在体外构建含有目的基因IDE、ANP和BNP的真核表达重组质粒pcDNA3.1-HA-IDE、pEGFP-N1-ANP/BNP,共转染HEK293T细胞或将特异性干扰IDE表达的siRNA转染至H9C2细胞,通过Western blot和RNA干扰等分子生物学技术,研究IDE对胞内proANP/proBNP表达的影响。其次,我们观察IDE在C57BL/6小鼠体内多个组织中的表达情况以及观察在生理条件下,小鼠体内不同水平的葡萄糖和胰岛素对IDE/proANP表达的影响。第三,建立链脲佐菌素诱导的T1DM小鼠模型（STZ小鼠）,通过Western blot、qRT-PCR、IDE酶活性测定和ELISA,进一步验证STZ小鼠心脏组织中IDE对proANP蛋白表达的调控。最后,探讨促炎因子IL-6对H9C2心肌细胞中IDE表达的影响和可能涉及的相关信号通路。研究结果:1.在HEK293T细胞中,IDE的过表达可导致proANP蛋白表达的下降,并呈剂量依赖性。IDE过表达没有改变HEK293T细胞中proBNP蛋白的水平。在H9C2细胞中,特异性敲低IDE后,细胞中proANP蛋白表达增加,proBNP蛋白水平无变化。用不同浓度的IDE抑制剂6bK处理H9C2细胞后,细胞中IDE蛋白表达无变化,proANP蛋白表达增加,proBNP蛋白水平无变化。蛋白酶体抑制剂MG132没有增加HEK293T细胞中proANP蛋白的水平,溶酶体抑制剂CQ可以显著抑制细胞中IDE对proANP降解。2.IDE几乎在我们检测到的所有组织中均有表达,心脏内表达量中等,小肠中的表达量较低。当小鼠处于饥饿状态时,心脏组织中IDE蛋白的表达量无变化。注射外源胰岛素后,心脏组织中IDE在蛋白和mRNA水平持续上调,2h内达到峰值,4h后恢复到正常水平。ProANP蛋白仅在胰岛素注射后2h时显著下调。3.与对照组相比,STZ小鼠心脏组织中IDE在蛋白和mRNA水平的表达均显著升高,proANP在蛋白水平的表达显著下降,其mRNA水平无显著变化。STZ小鼠心脏组织中IDE酶活性无显著变化。与对照组相比,STZ小鼠血清中IDE浓度显著增加,ANP的浓度显著下降。4.与对照组相比,STZ小鼠心脏组织中IL-6在mRNA水平的表达显著上调,IL-lβ、TNF-α和TGF-β在mRNA水平的表达无变化。ELISA结果显示,STZ小鼠心脏组织中IL-6浓度显著高于对照组,血清中IL-6浓度与对照组相比无变化。STZ小鼠血清中TNF-α浓度显著高于对照组,心脏组织中TNF-α浓度与对照组相比无变化。5.10、50和100 ng/mL的IL-6均可显著上调H9C2细胞中IDE的表达。H9C2细胞中proANP蛋白的表达呈现出与IDE蛋白相反的变化趋势。随着IL-6孵育时间的增加,H9C2细胞中IDE蛋白的表达显著上调并呈现出时间依赖性的增加趋势,而细胞中proANP蛋白含量持续下调。6.提前加入IL-6抗体可阻断细胞中IDE蛋白的表达。提前加入司美替尼可以明显抑制IL-6对H9C2细胞中IDE表达的上调作用,而提前加入托法替尼对IL-6诱导H9C2细胞中IDE的表达无抑制作用。结论:1.IDE参与了细胞内proANP的降解。抑制IDE表达或IDE活性均可抑制proANP的降解。IDE对proANP的降解主要通过溶酶体。2.胰岛素刺激可上调心脏组织中IDE的表达,并降解少量proANP。说明生理条件下,IDE优先降解胰岛素。3.STZ小鼠心脏组织内,炎症因子IL-6的升高促进了IDE的表达,造成proANP的下调,将会进一步增加T1DM患者心肌病/心血管并发症的患病风险。抑制ERK/MAPK信号通路可能缓解该病症的发生发展。