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目的:1.探讨钠-葡萄糖协同转运蛋白2(sodium-glucose cotransporter 2,SGLT2)抑制剂恩格列净(Empagliflozin,EM)对2型糖尿病KK-Ay小鼠心肌损伤的作用及其可能机制。2.探讨恩格列净对糖尿病心肌病患者的血糖控制效果。3.探讨恩格列净对糖尿病心肌病患者心功能的影响及对血脂、血压、纤维化指标、氧化应激相关指标及炎性因子水平的影响。方法:1.30只8周龄KK-Ay小鼠(遗传型2型糖尿病模型)随机分2组(每组15只),分别为:(1)糖尿病(diabetes mellitus,DM)组:未治疗的2型糖尿病KK-Ay小鼠;(2)DM+EM:恩格列净治疗的2型糖尿病KK-Ay小鼠,每天给予小鼠恩格列净(10mg/kg/天)。另外对照组为15只未治疗的健康同龄C57BL/6J小鼠。3组小鼠均饲养8周。治疗8周后通过超声心动图评估所有小鼠心脏结构和功能,监测指标包括:心率(heart rate,HR),左心室舒张末期直径(left ventricular internal diastolic diameter,LVIDd)、左心室收缩末期直径(left ventricular internal systolic diameter,LVIDs),舒张末期室间隔厚度(interventricular septal width during end-diastole,IVSd),收缩期室间隔厚度(systolic interventricular septal thickness,IVSs),收缩期左心室后壁厚度(LV posterior wall thickness in systole,LVPWs),舒张期左心室后壁厚度(LV posterior wall thickness in diastole,LVPWd),左心室心肌质量(left ventricular mass,LV mass),左心室心肌质量/体质量(left ventricular mass/body weight,LV mass/BW)。LV功能通过以下参数评估:射血分数(ejection fraction,EF),轴缩短分数(fractional shortening,FS),切面面积变化的分数(fractional area change,FAC),舒张早期左心室充盈峰速率与心房收缩期左心室充盈峰速率比值(ratio between early(E)-to-late(A)diastolic mitral inflow,E/A)。监测所有小鼠体质量和右胫骨长度。用分光光度法检测血浆总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)。血糖仪测定血糖水平,夜间禁食后,应用ELISA法测定小鼠胰岛素水平。通过色谱-分光光度-离子交换试剂盒测定糖化血红蛋白(glycated hemoglobin,HbA1c)。用分光光度计分析脂质氢过氧化物(lipid hydroperoxide,LPO)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平。通过免疫组化法及Masson染色评估心肌纤维化的程度,应用Western blot法检测Nrf2、HO-1、TGF-β1、I型胶原蛋白、III型胶原蛋白、p-Smad2、Smad2、p-Smad3、Smad3、Smad7,α-SMA(α-肌动蛋白)及NOX4表达水平,分析心脏氧化应激及纤维化指标。2.选取2018年1月至2018年12月在天津医科大学代谢病医院收治的糖尿病心肌病患者共48例,均接受二肽激肽酶(Dipeptide kininase inhibitor,DPP)4抑制剂、糖苷酶抑制剂以及磺脲类药物中的单药或多药联合治疗,随机分为恩格列净治疗组和对照组(非恩格列净组),两组患者均为24例。恩格列净组患者在原有基础上加用恩格列净口服10mg/天,连续口服12周。对照组患者在上述三类降糖药物范围内调整降糖方案治疗12周。记录两组患者治疗前的身高、体质量、年龄、性别、体质指数(Body Mass Index,BMI)等基线资料。心脏多普勒超声检测两组患者治疗前后左心室射血分数(Left Ventricular Ejection Fractions,LVEF)、左室舒张末内径(Left ventricular end-diastolic diameter,LVEDD)、E/A。检测血糖相关指标、血脂相关指标、超敏C-反应蛋白(high-sensitivity C-reactive protein,hsCRP)和氨基末端脑钠肽前体(amino terminal brain natriuretic peptide,NT-proBNP)水平、纤维化相关指标、炎症相关因子水平、氧化应激指标等并进行比较。结果:1.DM组小鼠体质量增长显著高于对照组,恩格列净治疗影响糖尿病小鼠体质量增长,DM+EM组较DM组体质量增长显著下降。DM+EM组的心脏重量/胫骨长度与DM组无明显差异(P<0.05)。与DM组相比,DM+EM组小鼠的空腹血糖和非空腹血糖水平显著下降,但仍高于对照组。长期高血糖下,DM组HbA1c显著高于对照组,经恩格列净治疗8周,DM+EM组较DM组HbA1c水平显著下降,但仍高于对照组。药物治疗结束时,相对于DM组,DM+EM组可显著降低小鼠的胰岛素水平,但仍高于对照组。DM组和DM+EM组的TC、HDL-C、LDL-C和TG均显著高于对照组(P<0.05),而上述四个参数在DM组和DM+EM组间无显著差异。超声心动图监测DM组小鼠的HR低于对照组和DM+EM组(P<0.05),但对照组的HR与DM+EM组无显著差异。与另外两组相比,DM组的LV心肌质量显著下降。虽然LVIDs和IVSs的值在三组之间没有显著差异,然而DM组小鼠的LV心肌质量/体质量显著低于另外两组(P<0.05)。恩格列净治疗可防止LVIDd降低。与对照组相比,DM组小鼠的EF、FS、FAC和E/A比值明显受损,而EM治疗可以在很大程度上恢复DM组小鼠的EF、FS、FAC和E/A比值。DM组LPO浓度和MDA水平显著高于对照组和DM+EM组(P<0.05),而SOD和GSH-Px水平显著低于另外两组(P<0.05)。Nox4在DM组较对照组明显升高,经EM干预后较DM组明显下降。免疫组织化学染色显示,棕染的TGF-β1阳性细胞显著增加并分布在DM组小鼠的心肌组织中。与DM组相比,恩格列净治疗可显著降低TGF-β1的表达(P<0.05)。此外,与DM组相比,DM+EM组中胶原蛋白I和胶原蛋白III的阳性百分比显著下降(均P<0.05)。Masson三色染色分析显示,三组间心脏结缔组织中位数分数差异有统计学意义(P<0.05)。与对照组及DM+EM组相比,DM组结缔组织分数最高。然而,对照组和DM+EM组之间心脏结缔组织分数无显著差异。与DM组相比,DM+EM组总蛋白或核蛋白的Nrf2和HO-1水平显著增加(P<0.05)。TGF-β/Smad信号在DM组中的心脏组织中高度活化,可显著上调TGF-β1、p-Smad2和p-Smad3、胶原蛋白I、胶原蛋白III和α-SMA。经恩格列净治疗后显著抑制糖尿病小鼠心脏组织中TGF-β1、p-Smad2、p-Smad3、I型胶原蛋白、III型胶原蛋白和α-SMA的表达。而Smad 7在DM组中降低,用恩格列净治疗后显著增加。2.恩格列净治疗组和对照组两组患者在年龄、性别、体质量、身高、BMI、收缩压、舒张压、病程及NYHA心功能分级方面差异均无统计学意义(P>0.05),资料具有可比性。两组患者治疗前的空腹血糖、餐后2h血糖、HbA1c水平差异均无统计学意义(P>0.05)。经过12周的治疗,两组患者治疗前后空腹血糖、餐后2h血糖、HbA1c方面均有明显的改善(P<0.05),而两组间治疗后比较三种指标无显著差异(P>0.05),恩格列净组治疗后BMI显著低于对照组(P<0.05)。HOMA-IR指标在治疗后均有明显的改善(P<0.05),但恩格列净组改善更优于对照组(P<0.05)。治疗后恩格列净组患者的AGEs水平也低于对照组患者(P<0.05)。经过12周治疗后,两组患者的血清TC、TG、LDL-C、hsCRP和NT-proBNP水平均有明显改善(P<0.05),但恩格列净组患者上述指标则更优于对照组(P<0.05)。两组患者的血清Ⅲ型前胶原氨基端肽(type III procollagen amino terminal peptide,PⅢNP)和TGF-β1水平均有明显改善(P<0.05),但恩格列净组患者上述指标则更优于对照组(P<0.05)。恩格列净组治疗后GSH-px、SOD和IL-10水平有所回升,而MDA及IL-6水平有所下降(P<0.05)。恩格列净组患者LVEF、E/A和LVEDD指标较对照组有明显改善。治疗后恩格列净组患者的收缩压有显著下降(P<0.05),而舒张压与治疗前仍无显著性差异(P>0.05)。结论:1.恩格列净可改善糖尿病心肌结构和功能,降低心肌氧化应激,改善心肌纤维化。进一步的研究表明,恩格列净通过抑制TGF-β/Smad通路和激活Nrf2/ARE信号通路来抑制氧化应激和纤维化。总之,这些结果表明,恩格列净是用于预防和治疗糖尿病心肌病有希望的药物。2.恩格列净能够有效控制糖尿病心肌病患者的血糖水平。恩格列净可有效改善糖尿病心肌病患者氧化应激及炎症水平。恩格列净能够有效的改善糖尿病心肌病患者纤维化水平,有效改善糖尿病心肌病患者的心脏功能。