抑制PKA对高脂诱导糖尿病小鼠心脏的保护作用及机制的探讨

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本文主要从以下几个部分展开论述:  第一部分 探讨特异性抑制心肌PKA基因在高脂饮食诱导糖尿病小鼠模型心脏中的作用  目的:在糖尿病心肌病发生发展的过程中,慢性交感神经系统的激活导致β受体通路过度激活在其中起到了非常重要的作用。所以假设抑制心肌细胞中PKA的活性可以减轻长期高脂饮食(high fat diet,HFD)所诱导的Ⅱ型糖尿病对小鼠心脏的损伤作用。  方法:1、建立并验证心脏特异性过表达PKA抑制蛋白的转基因(PKI DTG)小鼠模型;2、建立高脂诱导Ⅱ型糖尿病小鼠模型,并设立对照-常规饮食(WT-chow)、对照-高脂饮食(WT-HFD),PKI-常规饮食(PKI-chow)以及PKI-高脂饮食(PKI-HFD);3、追踪体重和超声测量心功能化;4、喂养6个月后进行葡萄糖耐受(IPGTT),胰岛素耐受测量(IPGTT,ITT),血清胰岛素水平以及左室血流动力学检查(Hemodynamic)。5、处死动物并收集心脏及血液样本。6、PKA相关脂肪代谢关键蛋白检测。  结果:1、心脏PKI蛋白、mRNA表达水平在PKI转基因小鼠中显著高于正常对照组且对β受体激动剂(ISO)反应与对照组相比明显减弱。2、高脂喂养组IPGTT及ITT证明Ⅱ型糖尿病模型建立成功。3、高脂饮食组心功能下降与常规饮食组比较更为明显,其中PKI-HFD组优于WT-HDF组。4、高脂饮食组血清胰岛素水平明显高于对照组,且WT-HFD组高于PKI-HFD组。  结论:抑制PKA可以保护由长期高脂饮食所导致的Ⅱ型糖尿病心肌病对心脏功能的损害。  第二部分 特异性抑制心肌PKA基因对高脂饮食诱导糖尿病小鼠心脏运动功能影响机制的探讨  目的:细胞内钙离子浓度在调节细胞内代谢、增生、肌丝收缩、信号传导方面都有很重要的作用。钙稳态(calcium homeostasis)调节的异常以及由此所导致的心室心肌兴奋收缩偶联紊乱、代谢错乱、以及胰岛素信号通路的改变都在糖尿病心肌病的发生发展中有很重要的地位。而糖尿病心脏病的另一相关因素,交感神经兴奋机制也是调节心肌兴奋收缩偶联(excitation-contraction coupling,ECC)重要机制。所以假设将两种机制结合在一起,观察实验动物心肌细胞的功能改变。  方法:1、取两组高脂诱导Ⅱ型糖尿病小鼠模型(PKI-HFD,WT-HFD)以及两组对照(PKI-chow,WT-chow)小鼠心脏进行酶解新鲜分离;2、测量四组单个在不同刺激下心肌收缩力(contractility)及胞内钙瞬变(Calcium transient)的改变;3、测量四组单个心肌细胞细胞膜L型钙离子通道(L-type voltage-gated calcium channels,LTCC)电流强度的改变;4、测量四组单个心肌动作电位的改变。  结果:1、高脂饮食饲养组心肌细胞收缩力峰值较普通饮食饲养组降低,PKI-HFD组的收缩时相短于WT-HFD组;2、高脂饮食饲养组心肌细胞胞内钙瞬变峰值较普通饮食饲养组降低,PKI-HFD组的钙浓度升高时相短于WT-HFD组;3、高脂饮食饲养组心肌细胞L型钙离子通道电流峰值较普通饮食饲养组降低,PKI与WT之间无明显差异;4、高脂饮食饲养组心肌细胞动作电位时相较普通饮食饲养组均有所增加,PKI-HFD组的动作电位时间部分较WT-HFD组有所减少。  结论:抑制交感神经效应磷酸化酶PKA可以增强糖尿病后小鼠心肌钙离子的敏感性。
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