背景:近年来,2型糖尿病(T2DM)的发病率呈逐年快速增高的趋势,而糖尿病心肌病(DCM)是其主要的并发症之一,也是导致糖尿病患者死亡的主要原因之一。DCM的主要特征是由于心肌细胞脂代谢异常而导致脂质氧化增加、脂质蓄积和糖利用率降低,引起脂毒性损伤效应而诱发氧化应激和炎症以及线粒体功能失调和细胞凋亡等病理改变,最后导致心肌重构和心功能不全。脂代谢异常诱发的心肌脂毒性损伤效应在DCM发生、发展中起到重要的作用。本研究早期工作证实,萝卜硫素(SFN)作为一种异硫氰酸盐广泛存在于十字花科的蔬菜中,尤其在西兰花中。SFN作为核转录因子NE-F2相关因子2(Nrf2)的激动剂,可以通过降低糖尿病心肌的氧化损伤,改善T1DM诱导的心功能下降。但是,对目前人群发病率最高的T2DM心肌病是否同样有保护作用,目前未见报道。研究发现,Nrf2对脂代谢的调节发挥着重要作用,SFN对糖尿病心肌的保护作用是否通过调节心肌脂代谢来发挥作用,以及是否通过Nrf2来发挥其调节心肌脂代谢的功能,目前均不清楚。目的:本研究拟在前期工作的基础上,探讨SFN能否预防T2DM诱导的心肌病以及可能的作用机制,重点研究SFN对DCM脂代谢异常是否具有调节作用,以及是否通过Nrf2信号通路来调节心肌脂代谢而发挥其保护心脏的作用。方法:雄性成年C57BL/6J小鼠经高脂喂养3个月后,单次腹腔注射链脲霉素100mg,以建立T2DM小鼠模型;与其同龄匹配的C57BL/6J小鼠给予正常饮食,作为对照。将小鼠分为5组,对照组:正常饮食+溶剂皮下注射;对照组+SFN皮下注射;高脂饮食组+溶剂皮下注射;糖尿病组+溶剂皮下注射;糖尿病组+SFN皮下注射。SFN组给予0.5 mg/kg皮下注射4个月,每周注射5 d;溶剂组则给予相同体积的溶剂,皮下注射4个月。在4个月后,进行无创血压检测和超声心动图检测,评价心脏的结构和功能;观察心肌炎性反应(PAI-1和TNF-α)、纤维化(CTGF和TGF-β1)、氧化应激(3-NT和4-HNE)、心肌脂质蓄积、心肌能量调节关键因子AMPK相关信号通路(LKB1、AMPK、ACC、CPT-1、Sirt1、PGC-1α和ULK1)、自噬的标记物LC3 II、Nrf2抗氧化因子及下游信号通路(HO-1和NQO1)以及4-HNE和LKB1结合物等指标,通过天狼星红染色、油红染色、免疫印迹、末端脱氧核糖核酸转移酶介导的d UTP切口末端标记技术以及免疫共沉淀等方法检测。结果:研究发现,SFN能有效预防T2DM引起的心脏扩大和心功能下降,并且可以显著降低小鼠心肌脂质蓄积以及心肌脂毒性损伤效应(包括心肌炎性反应、纤维化和氧化损伤)。研究发现,SFN可以逆转T2DM诱导的心肌关键的能量调节因子LKB1/AMPK活性的下降,进而上调AMPK下游ULK1的活性,上调噬脂的水平,抑制ACC的活性,从而增加线粒体膜转运蛋白CPT-1的活性和表达。同时,还上调Sirt1和PGC-1α的水平。研究还发现,SFN作为Nrf2的激动剂,还可以上调Nrf2的水平以及下游HO-1和NQO1基因的表达,进而降低LKB1-4HNE复合物水平,解除氧化应激对LKB1活性的抑制。结论:萝卜硫素具有很强的预防T2DM所诱导的心肌损伤作用;对T2DM心肌损伤的关键机制,可能是心肌脂代谢异常而诱导的心肌脂毒性损伤效应;SFN具有改善T2DM脂代谢异常的作用,可能是其通过激活Nrf2发挥抗氧化作用,从而解除氧化应激对LKB1/AMPK信号通路的抑制作用。