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目的:糖尿病心肌病(Diabetic cardiomyopathy, DCM)是指发生于糖尿病患者,用冠状动脉粥样硬化性心脏病、高血压性心脏病、心脏瓣膜病及其他心脏病变解释不了的心肌疾病。目前其发病机制尚不明确,传统观点认为DCM的发生发展与糖脂代谢异常、线粒体功能紊乱、Ca2+稳态失衡、自噬、氧化应激、内质网应激、基因调控改变、信号通路转变等多种机制相关。此外,糖尿病心肌病的治疗目前无特效药物,在临床上多通过控制血糖、血脂和血压,改善胰岛素抵抗,改善心功能等措施用于治疗糖尿病心肌病。近年研究发现,新型降糖药物钠-葡萄糖共转运蛋白抑制剂恩格列净(Empagliflozin,EMPA)能够通过增加尿糖水平,使血糖以及糖化血红蛋白水平有效的下降,改善糖耐量,增加胰岛素的敏感性,还能避免低血糖的出现。EMPA-REG OUTCOME的临床实验数据显示,恩格列净可以显著性的降低存在高心血管风险的2型糖尿病患者心血管事件的发生率与病死率。本研究主要通过恩格列净药物对糖尿病大鼠进行干预,探索恩格列净能否改善糖尿病心肌病的发生发展,并探索这个过程是否涉及内质网应激相关信号分子。 方法:SPF级雄性Wistar大鼠48只随机分为对照组(CON组,12只)与实验组(36只)。大鼠适应性饲养一周后,实验组大鼠给予高糖高脂饮食(脂肪热量百分比60%,碳水化合物热量百分比22%,蛋白质热量百分比18%,总热量约为5.5kcal/g),饲养4周,禁食24h后给予1%链脲佐菌素(35mg/kg)一次性腹腔注射;对照组给予普通饮食,于4周后禁食24h给予等容量的溶剂一次性腹腔注射。分别于24h、48h后检测血糖,尿糖,以空腹血糖>11.1mmol/L或餐后血糖>16.7mmol/L,尿糖定性≥+++,且动物出现多饮多食多尿作为成模标准。首次造模未成功大鼠,于首次腹腔内注射STZ72h后,再次禁食24h,腹腔内再注射1%STZ15mg/kg,24h后观察模型是否成功,成模标准同上。成功建立模型的36只糖尿病大鼠被随机分为3组:糖尿病心肌病组(DCM组)、低剂量组(low-EMPA组)、高剂量组(high-EMPA组)。Low-EMPA组与high-EMPA组大鼠分别给于恩格列净10mg/kg/d和30mg/kg/d的剂量灌胃8周。CON组大鼠给予等容积的溶质日一次灌胃8周。8周后检测随机血糖,血流动力学指标检测心脏功能,后处死大鼠。对心肌组织进行取材,HE染色观察心肌纤维、核的分布、排列等,TUNEL染色检测心肌细胞凋亡状况,westernblot检测与内质网应激相关的蛋白表达水平,Real-time PCR检测与内质网应激相关的mRNA转录水平。 结果:CON组大鼠精神状态良好,反应敏捷,毛色白,有光泽;HE染色心肌组织排列整齐,细胞间连接紧密,心肌纹理清晰。与CON组相比,DCM组大鼠出现多饮、多食和多尿等症状,且精神萎靡,动作迟缓,皮毛无光泽,部分出现烂尾、白内障等症状,HE染色表现出纹理不清晰、有肥大、间隙增宽、排列明显紊乱的心肌细胞,并且细胞出现局灶性坏死。药物干预8周后,DCM组血糖水平显著升高(P<0.01);LVEDP明显升高,LVSP、±dp/dtmax明显降低(P<0.01);心肌细胞凋亡率增加(P<0.01);心肌组织中GRP78、CHOP、cleaved caspase-12表达明显增多(P<0.01);心肌组织中TRAF2mRNA、ATF4 mRNA、XBP1mRNA的转录水平明显增多(P<0.01)。low-EMPA组、high-EMPA与DCM组比较,上述指标明显改善(P<0.01)。high-EMPA组与low-EMPA组相比较,LVSP、LVEDP、±dp/dt的差异无统计学意义,其余检测指标均明显改善(P<0.01)。 结论:①EMPA可以降低糖尿病大鼠血糖;②EMPA可以使糖尿病大鼠心脏LVEDP显著降低,LVSP、±dp/dtmax明显升高;③EMPA可以抑制糖尿病心肌细胞凋亡水平;④EMPA通过抑制内质网应激诱导的凋亡相关信号分子GRP78、caspase-12、CHOP的蛋白表达水平及XBP1mRNA、ATF4mRNA、TRAF2mRNA的转录水平,从而减轻心肌细胞凋亡,改善心脏功能,为临床上治疗糖尿病心肌病提供了新的思路。