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背景：心肌的体积增大按照其诱因可分为三种：心肌的正常生长、生理性心肌肥大和病理性心肌肥大。与临床上有关的是生理性心肌肥大和病理性心肌肥大。生理性心肌肥大多是由慢性静力训练或者妊娠引起的，而病理性心肌肥大则是由多种致病因素如高血压，心腔疾病，心肌梗死及基因突变等造成的，病理性心肌肥大的初期对机体是有益的，但在晚期发生心肌代偿作用，导致心衰。通过提高机体的心肌生理性心肌肥大来拮抗病理性心肌肥大的研究发现为预防和治疗心衰提供了一条新思路。厘清生理性心肌肥大发生的机制，使得我们能够发现治疗病理性心肌肥大和心衰的新的药物靶点。钒化合物bpv(phen)，一类高活性胰岛素增敏剂，是糖尿病潜在的治疗试剂，这类化合物能抑制PTEN(Phosohatase and tension homologue deleted on chromosome10)，增强胰岛素信号通路。而在心肌细胞中，PTEN同样调控着生存有关的信号通路。本论文所要探索的是利用PTEN的抑制剂能否诱导生理性心肌肥大，从而抑制病理性心肌肥大。
目的：验证钒化合物bpv(phen)对病理性心肌肥大的作用，以及其可能的机制。
方法：主体实验采用分离新生大鼠心肌细胞，异丙肾上腺素ISO(10μM)诱导心肌细胞的病理性心肌肥大，应用免疫荧光检测心肌细胞面积的变化和病理性心肌肥大的蛋白指标ANF的表达量变化，同时Real-time PCR进一步检测ANF的表达量以验证病理性心肌肥大模型的建立。在病理性心肌肥大的细胞模型建立的基础上，用免疫荧光和Real-time PCR验证钒化合物bpv(phen)对ANF表达量的影响，以及生理性心肌肥大指标PGC1-α表达量的变化；PI染色检测bpv(phen)对心肌细胞的致死作用；western blot检测bpv(phen)对生理性心肌肥大信号通路中p-Akt表达量的影响；以及免疫荧光检测bpv(phen)对病理性心肌肥大信号通路中NFAT入核量的影响。SiRNA敲除技术验证PLC在bpv(phen)加重病理性心肌损伤的过程中所发挥的作用；RT-PCR检测SiRNA的敲除效率，Real-time PCR和免疫荧光技术检测敲除PLC之后bpv(phen)对ANF表达量的影响。同时本论文采用ISO(40μg/天)皮下注射和腹主动脉狭窄(TAC)诱导病理性心肌肥大的动物模型进行整体实验的验证。通过记录动物模型的生存曲线和心重体重比，应用Real-time PCR检测ANF的表达量，以及HE染色和天狼星红染色检测心肌的纤维化和坏死来验证病理性心肌肥大动物模型的造模成功；同时还采用相同的实验方法检测了bpv(phen)对这两种病理性心肌肥大动物模型的作用。最后的实验数据用IQ5，Image J，Excel，SPSS等软件进行分析。
结果：10μM的ISO处理导致心肌细胞面积的增大和病理性心肌肥大的蛋白标志ANF表达上调9.6倍，验证了病理性心肌肥大的细胞模型的成功。同ISO相比，有效浓度(0.1μM-4μM)的胰岛素增敏剂bpv(phen)导致ANF的表达上调，而生理性心肌肥大的蛋白标志PGC1-α的表达并无上调。通过胰岛素(1μg/mL)的处理增强bpv的效果，亦或是加入病理性心肌肥大信号通路PKC/PKD的抑制剂6976，ANF的表达量都比单独ISO处理要高，而PGC1-α的表达无变化。探求bpv(phen)作用的分子机制，发现通过western blot实验验证了bpv处理能提高p-Akt的表达水平，同时通过SiRNA敲除PLC，能部分抑制bpv上调ANF的表达。同时，bpv还能促进NFAT的入核，导致病理性心肌肥大的基因表达上调。我们还利用ISO和主动脉狭窄(TAC)诱导病理性心肌肥大实验验证了bpv不但能上调病理性心肌肥大的蛋白marker ANF，NFAT等的表达，还能造成心肌的纤维化和坏死。
结论：与我们的假设相反，胰岛素增敏剂并没有通过增加生理性肥大来减轻病理性肥大，反而加重了病理性肥大。相关的机制是：bpv抑制了PTEN的作用，导致细胞膜PIP3浓度升高，后者通过激活PLC，产生大量IP3和DAG，进而导致CaN-NFAT心肌肥大信号通路激活。意义：本实验结果提示，尽管胰岛素增敏剂bpv(phen)被认为是很有前途的抗糖尿病制剂，但未来的临床使用必须重视其潜在的心脏损害毒副作用。