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目的:
糖尿病(diabetesmellitus,DM)的发病率逐年增高,继发于糖尿病的心脏并发症已成为糖尿病患者死亡的主要原因。流行病学研究发现,糖尿病病人70%以上死于心血管系统疾病,是非糖尿病人群心血管系统疾病病死率的2~3倍。其中,糖尿病心肌病(Diabetescardiomyopathy,DCM)是糖尿病患者的主要心脏并发症之一,发病率高,危害性大,与糖尿病病人心血管疾病的高发生率和高病死率密切相关。且独立于冠心病和高血压等心脏病,其自然病史是一个潜在的亚临床期在这期间心肌细胞逐渐受到侵蚀,缓慢地出现心肌纤维化并逐渐发展为心室肥厚,导致心肌结构异常,最终发生收缩功能障碍。目前,这种心肌病变的发生机制尚不清楚。本研究通过建立糖尿病心肌病模型,探讨DAG-PKC信号转导通路下游JNK1、IRS-1的基因表达,并应用DAG-PKC信号转导通路抑制剂观察下游信号的变化,探究DAG-PKC信号转导通路引起糖尿病心肌病的可能分子信号机制,为预防及治疗糖尿病心肌病提供干预的理论基础。
方法:
由中国医科大学实验动物部提供SPF级SD大鼠60只,随机分成糖尿病模型组(A组)与糖尿病给药组(B组)和对照组(C组),每组20只。正常饲养1周后,禁食24h,期间自由饮水A组和B组大鼠按60mgkg-1链脲佐菌(STZ)溶液(临用前用0.1mol/L柠檬酸缓冲液溶解,pH4.5)一次性左下腹腔内注射,动作力量适中,避免伤及内脏及血管;C组注射等量柠檬酸缓冲液。72h后检测血糖、尿糖情况,以空腹血糖≥11.1mmol/L,非空腹血糖≥16.7mmol/L,尿糖定性≥+++,动物多饮、多食和尿量增加者确定为DM模型成立。B组用灯盏花素20ug·kg-1·d-1腹腔注射,C组、A组给予等量溶媒。所有大鼠在整个实验期间均喂标准饮食,自由饮水,不应用胰岛素,整个实验观察8周,之后处死取材;对大鼠心肌行HE、Masson染色,电镜观察心肌细胞超微结构,免疫组化检测心肌细胞LPKCβ2、JNK1、P-JNK、IRS1的表达,Real-TimePCR检测心肌细胞JNK1mRNA、IRS1mRNA的表达。所有结果用SPSS17.0forwindows软件统计分析。
结果:
与C相比,A组及B组血糖明显升高(p<0.01)、体重明显降低(p<0.01)、A组及B组血糖无明显差异,B组体重高于A组(p<.05),A组及B组左室湿重、心体比值、左室指数明显高于C组(均p<0.01);HE染色可见正常大鼠心肌排列整齐,横纹肌清晰;A组细胞排列紊乱,有大量局灶性坏死:B组较A组有所改观,少量局灶性坏死。A组大鼠心肌胶原容积分数(CVF)和血管周围胶原面积(PVCA)显著增加,以PVCA增加更为显著,约为C组的2.5倍,CVF约为C组的2倍。各组图片使用显微图象分析系统(MetaMorp/DP10/BX41)进行光密度值分析,结果显示,A组PKCβ2、JNK1、p-JNK、IRS1平均光密度值(MOD)明显高于C组,B组较A组表达减少,差异均具有统计学意义(P<0.05)。
结论:
DAG-PKC信号转导通路可能是通过G蛋白受体和胰岛素受体途径的共同信号点JNK1而影响下游的某些信号传导引起DCM的发生,JNK1-IRS1-Akt/PKB-mTOR-p70S6K1等一系列信号位点可能是DAG-PKC信号转导通路引起DCM必经途径或关键环节,目前我们面临的挑战是如何控制DCM发生,寻找发病的内在危险因素,仍有许多亟待解决的问题。如果明确了DCM的发生机制,并采取针对性的干预措施,控制发病环节,将有极大可能降低DCM的发病率和提高患者的生存质量。