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第一部分FNDC5在亚临床型糖尿病心肌病中的诊断价值[目的]探讨Ⅲ型纤维蛋白结构域结合蛋白5(Fibronectin type Ⅲ-domain containing protein 5,FNDC5)对亚临床型糖尿病心肌病的诊断价值。[方法]本次研究的研究对象是2018年4月至2019年6月于苏州大学附属第三医院内分泌科入院的无心血管疾病症状的2型糖尿病患者。经过门控心肌灌注显像检查排除其它心血管疾病后,根据超声心动图检查结果将患者分为亚临床型糖尿病心肌病组和2型糖尿病心功能正常组(对照组)。收集入选患者的临床资料和血FNDC5水平。采用受试者工作特征(Receiver operating characteristic curve,ROC)曲线分析比较不同参数和模型,通过其曲线下面积(Area under curve,AUC)的大小比较诊断效能。[结果]研究共入选患者94例,其中亚临床型糖尿病心肌病组47例,对照组47例。与对照组比较,亚临床型糖尿病心肌病组患者年龄更大、糖尿病病程时间更长、总胆固醇(Total Cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(Low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)和糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin A1c,HbA1c)水平更高(P均<0.05)。亚临床型糖尿病心肌病组患者外周血FNDC5表达水平明显低于对照组(P<0.001)。FNDC5水平与亚临床型糖尿病心肌病患者室间隔e’波速度(r=0.451,P=0.005)、二尖瓣环e’波速度(r=0.291,P<0.001)和左心室舒张早期二尖瓣血流流速峰值(E)/二尖瓣心房收缩期血流流速峰值(A),即 E/A 比值(r=0.490,P=0.002)呈正相关,而与 A 值(r=-0.399,P<0.001)、平均E/e’比值[E/[(室间隔e’波速度+二尖瓣环e’波速度)/2]](r=-0.490,P<0.001)、三尖瓣峰值流速(r=-0.567,P<0.001)、左心房容积指数(r=-0.491,P<0.001)呈负相关。单因素ROC曲线分析结果显示,FNDC5的诊断效能(AUC=0.940,95%CI 0.897~0.982)优于年龄(AUC=0.639,95%CI 0.523~0.752)、糖尿病病程(AUC=0.663,95%CI 0.555~0.772)、HbA1c(AUC=0.740,95%CI 0.638~0.839)、TG(AUC=0.661,95%CI 0.547~0.776)、TC(AUC=0.675,95%CI 0.563~0.788)和 LDL-C(AUC=0.644,95%CI 0.532~0.756)。以是否发生亚临床型糖尿病心肌病作为因变量,以年龄、糖尿病病程、TG、TC、LDL-C和HbA1c作为自变量,构建亚临床型糖尿病心肌病诊断预测模型(模型1),在模型1的基础上引入自变量FNDC5,构建多因素联合预测模型(模型2)。采用ROC曲线比较模型1与模型2的诊断效能,结果示引入FNDC5作为自变量的模型2对于糖尿病心肌病的诊断效能优于模型1(AUC分别为0.980和0.879,P<0.001)。进一步对两个模型的灵敏性和特异性进行比较,发现当灵敏性同为0.617时,模型2的特异性高于模型1(0.979比0.936);当特异性同为0.532时,模型2的灵敏性高于模型1(1.000比0.915)。[结论]FNDC5联合其他相关基础临床指标对亚临床型糖尿病心肌病具有较好的诊断价值,有望成为诊断亚临床型糖尿病心肌病的生物标志物。第二部分FNDC5通过调控线粒体代谢改善糖尿病心肌病[目的]探究FDNC5在糖尿病心肌病中的作用及其分子机制。[方法]利用高糖(High Glucose,HG)刺激AC16细胞,构建体外高糖心肌损害模型,利用荧光定量PCR检测FNDC5的表达及线粒体代谢相关指标的变化,利用透射电镜观察线粒体超微结构的改变。同时,通过慢病毒诱导FNDC5过表达和小干扰RNA(siRNA)敲减FNDC5,在细胞水平检测过表达/敲减FNDC5在高糖心肌损伤中的作用及其分子机制。[结果]FNDC5在体外高糖心肌损伤模型中表达降低,过表达FNDC5可明显改善高糖刺激下心肌细胞中的线粒体空泡化的超微结构和线粒体脂代谢。分子机制研究发现,FNDC5可通过激活腺苷5’-磷酸活化蛋白激酶[Adenosine 5’-monophosphate(AMP)-activated protein kinase,AMPK]通路发挥作用。此外,生物信息学预测分析发现,FNDC5与微小RNA-143(microRNA-143,miR-143)存在结合位点,且下调miR-143部分逆转FNDC5对高糖刺激下心肌细胞损伤的保护作用,表现为线粒体出现空泡化结构,线粒体脂代谢下降。[结论]miR-143-FNDC5-AMPK信号通路通过调控线粒体代谢和结构参与糖尿病心肌病,FNDC5有待成为糖尿病心肌病早期的生物标志物,同时也可作为治疗糖尿病心肌病的新靶点。