開放mitoKATP對糖尿病心肌病小鼠心臟功能的改善作用及機制研究.pdf

1、背景:糖尿病心肌病(Diabetic cardiomyopathy，DCM)是糖尿病患者心臟功能下降的主要原因，嚴重危害了人類的健康。目前認為其發(fā)病機制主要與微血管病變、胰島素抵抗、代謝產物堆積相關。我們先前研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病心肌病小鼠心肌組織中磷酸化AKT-Foxo1表達水平明顯下降，后者與胰島素抵抗和凋亡的發(fā)生密切相關。線粒體ATP敏感鉀通道（mitochondrial ATP-sensitive potassiumchannels，

2、mitoKATP）是位于線粒體內膜上的內向整流鉀通道，具有改善能量代謝、抑制凋亡、減輕Ca+超載、穩(wěn)定內環(huán)境等作用。近期研究表明:選擇性開放mitoKATP可提高p-AKT的表達水平，從而在缺血再灌注損傷中發(fā)揮重要作用。因此，我們在前期研究基礎上提出假設，選擇性開放mitoKATP或許可以通過調節(jié)AKT-Foxo1信號通路，提高AKT-Foxo1磷酸化水平，從而發(fā)揮減輕胰島素抵抗、抑制凋亡、改善心臟功能的作用。
　　目的:探討選擇

3、性開放mitoKATP對糖尿病心肌病小鼠心臟功能的改善作用及相關機制。
　　方法:選擇10只周齡、體重以及遺傳背景一致的db/m鼠做為正常對照組,30只同周齡的db/db鼠隨機分入3個處理組，每組10只，分別給予不同的藥物干預:2％DMSO;2％DMSO+ DZX(5mg/kg);2％DMSO+5-HD(5mg/kg)+DZX(5mg/kg);正常對照組僅給予2％DMSO處理，所有小鼠均給予藥物干預4周，方式為每日晨腹腔注射。分別

4、以超聲心動圖和血清NT-ProBNP水平檢測評價開放mitoKATP對小鼠心臟功能的影響，以心肌組織HE和Tunel染色評價開放mitoKATP對心肌細胞肥大變性以及凋亡的影響。將分離培養(yǎng)的乳鼠原代心肌細胞隨機分為5組，并給予不同的藥物干預:insulin(100nmol/L)24小時干預，誘導胰島素抵抗狀態(tài);DZX(100μmol/L)+insulin(100nmol/L)24小時干預;5-HD(100μmol/L)+ DZX(100

5、μmol/L)+insulin（100nmol/L）24小時干預;MK-2206(5μmol/L)+DZX(100μmol/L)+insulin(100nmol/L)24小時干預;對照組僅給予溶劑干預，DZX、5-HD、MK-2206均預先處理30分鐘。以心肌細胞線粒體膜電位檢測評價細胞能量代謝;通過蛋白印記方法檢測pro-caspase3、cleaved-caspase3、t-AKT、t-Foxo1、p-AKT、p-Foxo1的表達水

6、平，評價開放mitoKATP對凋亡以及AKT-Foxo1信號通路的影響。
　　結果:(1)與正常對照組相比，20周齡db/db鼠出現(xiàn)心臟功能障礙，表現(xiàn)為:左室射血分數(shù)(LVEF)、短軸縮短率(FS)、左室質量/體重比值(LVW/BW)和心臟指數(shù)(CI)明顯下降，左室收縮末期內徑(LVDs)明顯增加(P＜0.05);與DMSO處理組相比，DZX處理組小鼠LVEF，F(xiàn)S和CI明顯增加，LVDs和血清NT-ProBNP水平明顯下降(P＜

7、0.05)，心肌細胞平均截面積、凋亡率和cleaved-caspase3相對表達水平明顯減少(P＜0.05)，同時小鼠心肌組織p-AKT和p-Foxo1表達水平明顯增加(P＜0.05);而選擇性mitoKATP抑制劑5-HD可阻斷DZX的上述效應。(2)與對照組相比，100nmol/L胰島素24小時干預可模擬細胞水平胰島素抵抗狀態(tài)，心肌細胞培養(yǎng)上清中NT-ProBNP水平和細胞BNP mRNA相對表達水平明顯增加(P＜0.05);與in

8、sulin處理組相比，DZX+insulin處理組心肌細胞培養(yǎng)上清中NT-ProBNP水平和細胞BNP mRNA的相對表達水平明顯降低(P＜0.05)，cleaved-caspase3的表達水平以及不同時間節(jié)點的caspase3活性顯著下降(P＜0.05)，而線粒體膜電位水平以及p-AKT和p-Foxo1的表達水平明顯升高(P＜0.05);同樣，預先加入5-HD可阻斷DZX的上述效應。(3)與DZX+insulin處理組相比，預先給予特

9、異性AKT抑制劑MK-2206可阻斷DZX增加AKT-Foxo1相繼磷酸化的作用(P＜0.05)，并拮抗開放mitoKATP提高線粒體膜電位、改善能量代謝、抑制凋亡、減少心衰標記物表達的效應(P＜0.05)，其作用強度與5-HD+DZX+insulin處理組相當（P＞0.05）。
　　結論:(1)開放mitoKATP可明顯改善糖尿痛心肌病小鼠的心臟功能，降低胰島素抵抗狀態(tài)下心肌細胞心衰標志物的表達。(2)開放mitoKATP可顯著