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目的糖尿病心肌病是在糖尿病患者尤其是2型糖尿病患者的基础上发病的,且具有病情重、预后差和病死率高的特点。为寻求有效的治疗方法,现本文就褪黑素(MLT)对长期患2型糖尿病(T2DM)大鼠心肌细胞凋亡的影响及其可能的机制进行研究和探讨。方法(1)T2DM大鼠模型:在使用基础饲料喂养一周后,36只SPF级健康雄性SD大鼠随机分为对照组(Control,n=12),模型组(DM,n=12),治疗组(DM+MLT,n=12)。采用高脂饮食喂养联合腹腔注射链脲佐菌素(STZ)25 mg/kg的方法诱导2型糖尿病模型。造模成功后,治疗组给予MLT(10 mg/(kg·d))灌胃治疗。24周后,动脉插管检测大鼠心功能;收集大鼠腹主动脉血和心肌组织,并检测大鼠空腹血糖(FBG),血脂(TC、LDL-c、TG)和胰岛素水平;HE染色和Masson染色分别观察大鼠心肌的形态结构变化和胶原纤维的堆积情况;原位末端标记法(TUNEL)观察心肌组织细胞凋亡;免疫组化(IHC)检测Caspase-3的表达水平。此外,为探讨其可能的分子机制,Western blot法检测内质网应激相关蛋白(GRP78,CHOP,PERK,ATF-6α,IRE1α,Caspase-12),丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路相关蛋白(JNK,p38,ERK)和凋亡相关蛋白(Caspase-9,Caspase-3,Bcl-2,Bax)的表达情况。(2)高糖培养大鼠心肌细胞H9C2为细胞模型:不同糖浓度培养基培养细胞48 h后,Hoechst 33258染色检测细胞凋亡,western blot检测MAPK通路相关蛋白JNK、p38和ERK的磷酸化水平。结果(1)T2DM大鼠模型:模型组大鼠的FBG为(19.27±1.03)mmol/L,胰岛素水平为(34.79±7.97μIU/m L),均显著高于对照组大鼠,且胰岛素敏感性指数(ln ISI)为-6.48±0.23明显比对照组大鼠低,表明存在胰岛素抵抗(IR)。这些结果都说明已成功构建T2DM大鼠模型。MLT不仅能降低FBG和血脂(TC、LDL-c、TG)水平,还能增强胰岛素的敏感性。HE染色结果提示MLT能改善心肌组织形态的紊乱情况,Masson染色结果表明MLT能减少心肌组织胶原纤维的堆积。模型组大鼠的心肌细胞凋亡细胞明显增多,且心功能严重受损,经MLT治疗后均明显改善。IHC显示MLT能降低T2DM大鼠Caspase-3的表达。Western blot结果显示模型组大鼠心肌组织内质网应激相关蛋白GRP78、CHOP、PERK、ATF-6α、IRE1α和Caspase-12的表达均明显上升,且JNK的磷酸化水平也明显上调。T2DM大鼠经MLT治疗后,内质网应激相关蛋白表达和JNK的磷酸化水平均下调。(2)高糖培养H9C2细胞模型:Hoechst 33258染色显示高糖能诱导H9C2细胞凋亡;Western blot结果显示高糖能上调H9C2细胞中JNK的磷酸化水平,并具有一定的浓度依赖性。结论T2DM大鼠心肌细胞凋亡增多,其机制可能是血糖血脂升高、经由内质网应激介导的JNK通路活化调控下游相关凋亡蛋白所致;而MLT能通过降低血糖血脂、增强胰岛素敏感性和降低心肌细胞凋亡对T2DM大鼠心脏有一定的保护作用。在H9C2细胞中,高糖能上调MAPK通路中JNK的磷酸化水平,诱导细胞凋亡,并具有一定的浓度依赖性。