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目的:近年来2型糖尿病发病率显著上升,且糖尿病引起的糖尿病心肌病使死亡风险增加。越来越多的研究证实,线粒体功能障碍参与了糖尿病心肌病发生的病理生理过程。目前研究发现钠-葡萄糖协同转运蛋白2(sodium-glucose cotransporters 2,SGLT-2)抑制剂能够降低2型糖尿病患者的心血管死亡率,而机制尚不清楚。本研究观察SGLT-2抑制剂恩格列净对糖尿病大鼠心室重构及线粒体功能的影响,从而是否可以延缓糖尿病心肌病的发生。方法:成年雄性SD大鼠共64只。随机选取16只作为对照组,予正常饲料饮食。另48只高脂饲料饲养4周后,联合给予高脂饲养大鼠小剂量一次性尾静脉注射链脲佐菌素(STZ)(按每公斤体重30mg),1周后取尾静脉血测血糖。2型糖尿病造模成功的标准为随机血糖>16.7mmol/L。2型糖尿病模型建立成功后,随机分为三组:糖尿病组,恩格列净低剂量组(10mg/kg/d)及恩格列净高剂量组(30mg/kg/d),每组16只。所有实验大鼠每周测定体重、血糖。恩格列净药物干预8周后,每组动物随机抽取8只用于线粒体功能相关实验,余8只用于分子生物学实验等,主要包括以下两大部分实验方法:1.应用超声心动图、血流动力学、自动生化分析仪、酶联免疫吸附试验(ELISA)、病理学和分子生物学等方法测定相关指标:应用超声心动图测定左房前后径(LAD)、左室舒张末内径(LVEDD)、室间隔厚度(IVST)、左室后壁厚度(LVPWT)、射血分数(EF)、短轴缩短率(FS)及E/A值;采用血流动力学方法测定左室舒张末压及左室内压最大上升和下降速率(±dp/dtmax);应用自动生化分析仪测定血脂、血肌酐水平;应用ELISA测定血清胰岛素(insulin,INS)、B型钠尿肽(B type natriuretic peptide,BNP),超敏C反应蛋白(highsensitivity C-reactive protein,hs-CRP)以及黄嘌呤氧化酶法检测超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、硫代巴比妥酸法(TBA)检测丙二醛(malonaldehyde,MDA)等氧化应激和炎症指标;病理学应用HE方法测量心肌细胞横截面积,Masson染色方法测定心肌胶原容积分数;应用Western bloting分子生物学方法测定转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)、线粒体锰超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase,Mn-SOD)、柠檬酸合成酶(citroyl synthetase,CS)等炎症和氧化应激蛋白表达水平,以及线粒体生物合成信号通路(Sirt-1/PGC-1α/NRF-1/Tfam)、动力学相关的融合、分裂蛋白(Mfn-1、OPA-1及Drp-1)的表达水平。2.线粒体功能相关的指标:测定线粒体膜电位(ΔΨm)水平及线粒体态3、态4呼吸速率,并计算线粒体呼吸控制率(RCR)。结果:1.造模后糖尿病组血糖水平明显升高,且体重增长较快。恩格列净低剂量组及恩格列净高剂量组体重在第4周左右达到最高值,之后体重水平下降,并维持稳定。糖尿病组甘油三酯及总胆固醇水平均升高,而恩格列净治疗后有所下降。糖尿病组INS及BNP较对照组有升高趋势,恩格列净治疗组较糖尿病组有下降趋势,但四组间比较差异无统计学意义;2.用药8周后糖尿病组LAD、IVST和LVPWT均显著高于对照组,而恩格列净高剂量组治疗后,LAD、IVST和LVPWT均明显低于糖尿病组(P<0.05)。此外,与对照组比较,糖尿病组E/A值下降,两组用药组均有所改善(P<0.05)。其余超声心动图参数在四组间比较均无统计学差异;3.与对照组比较,糖尿病组收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均压(MBP)及-dp/dtmax升高,而+dp/dtmax下降。恩格列净治疗后SBP、DBP、MBP及-dp/dtmax呈下降趋势,而+dp/dtmax呈升高趋势(P>0.05);4.糖尿病组心室肌细胞横截面积较对照组增大,心肌间质胶原容积分数较对照组升高(P<0.05),而高剂量恩格列净治疗后减轻了心肌肥大和心肌间质纤维化(P<0.05);5.与对照组比较,糖尿病组血清SOD活性降低,而恩格列净组较糖尿病组有所升高。糖尿病组血清hs-CRP及MDA水平显著高于对照组,恩格列净高剂量组hs-CRP和MDA水平明显下降,差异具有统计学意义(P<0.05);与正常对照组相比,糖尿病组TGF-β1蛋白表达水平显著增高,Mn-SOD及CS蛋白表达水平下降,恩格列净高剂量组上述蛋白表达水平有所改善,差异有统计学意义(P<0.05);6.与对照组比较,糖尿病组RCR值及ΔΨm明显降低(P<0.05),而两组恩格列净用药后均改善了线粒体呼吸功能和恢复了膜电位水平(P<0.05);7.与对照组比较,糖尿病组线粒体生物合成相关蛋白Sirt-1、PGC-1α、NRF-1、Tfam表达水平降低,高剂量恩格列净治疗后上述蛋白表达水平均升高;与对照组比较,糖尿病组线粒体融合蛋白Mfn-1及OPA-1表达水平降低,线粒体分裂蛋白Drp-1表达升高,而高剂量恩格列净治疗后上述蛋白表达水平均有所改善。结论:SGLT-2抑制剂恩格列净可能通过降低炎症、氧化应激反应,改善线粒体呼吸功能、恢复线粒体膜电位,调节线粒体动力学和促进线粒体生物合成来改善高脂饮食联合STZ诱发的2型糖尿病大鼠的心室重构,从而延缓糖尿病心肌病的发生、发展。