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心肌梗死（myocardial infarction, MI）后左心室病理性重塑是导致左心室进行性的扩张、心脏收缩舒张功能下降，最终引起心力衰竭发生发展的重要原因。在心脏病理性重塑中，心肌间质中的胶原纤维发生变化，表现为胶原总量增加、Ⅰ型胶原含量增加、Ⅲ型胶原含量降低、Ⅰ/Ⅲ型胶原比例升高，称为心肌胶原重塑。近年来研究发现，成纤维细胞(cardiacfibroblast, CF)在心肌梗死后心室病理性重塑发生发展中起重要作用。成纤维细胞可分泌合成胶原，维持心脏正常胶原网络构象；在一些体液因子和机械刺激下，成纤维细胞分化转变为肌纤维母细胞（myofibrast），引起胶原蛋白、纤维连接蛋白和细胞外基质蛋白（matrix metalloproteinases，MMPS）合成增加，导致纤维化。由此可见，成纤维细胞不仅是参与心肌梗死后创伤修复与胶原沉积的主要细胞，而且在心肌间质纤维化和心室病理性重塑中处于中心地位，正成为治疗心力衰竭的新靶点。我们前期研究发现胰岛素可激活“生存信号”磷脂酰肌醇三羟基激酶-蛋白激酶B-内皮型一氧化氮合酶（PI3K-Akt-eNOS）机制，显著抑制缺血后心肌细胞凋亡，改善大鼠心肌梗死后心脏结构和功能。然而给予胰岛素治疗，是否会对心肌梗死后胶原重塑产生影响，尚不清楚。因此，本实验采用大鼠心肌梗死模型，观察胰岛素治疗对MI后心肌胶原重塑的影响；并探讨成纤维细胞在其中的作用。研究目的:1.观察胰岛素治疗对大鼠心肌梗死后胶原重塑的影响。2.探讨胰岛素影响成纤维细胞在上述胶原重塑中的作用及机制。实验方法:1.整体动物实验：成年雄性SD大鼠，冠脉左前降支永久结扎做心肌梗死模型，动物随机分为3组：（1）假手术组(Sham）：开胸，在冠脉左前降支处穿线，但不结扎动脉；（2）心肌梗死组（MI+Saline）：缺血20min后，通过尾静脉以4ml/kg/h的速度泵注0.9%的生理盐水2h；（3）胰岛素治疗组（MI+Insulin）：缺血20min后，通过尾静脉以4ml/kg/h的速率泵入50U/L胰岛素2h，并在术后1wk内皮下注射0.5U/ml胰岛素1ml/kg/d体重。2.分别在手术后1wk和4wk时，利用超声心动图(UCG)检测左心室收缩末期内径(LVESD)和左心室舒张末期内径(LVEDD)，计算左室短轴缩短分数(LVFS)和左室射血分数(LVEF)，评价心脏功能。3.手术后1wk和4wk时取心脏标本，用化学法检测心肌组织胶原总量，Western blot检测平滑肌肌动蛋白（a-SMA）的表达，以反映成纤维细胞向肌纤维母细胞的转化情况。Western blot和免疫组织化学法检测心肌组织中Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原蛋白的表达及其比例，以此反映心肌胶原重塑。4.离体实验：原代分离培养乳鼠心肌成纤维细胞，盘状结构域受体2（DDR2）免疫荧光染色鉴定分离的细胞。加入10ng/ml转化生长因子β(TGF-β)24h，体外模拟心肌胶原重塑环境，实验分为3组：①空白对照组(CF)；②胶原重塑组(CF+TGF-β)；③胰岛素处理组(CF+TGF-β+Insulin)。收集细胞采用Western blot检测a-SMA、TGF-β信号通路关键分子Smad2和MAPK通路关键信号分子的变化。实验结果:1.胰岛素治疗改善心肌梗死后心脏功能：手术后1wk和4wk，心肌梗死组的LVEF明显降低（与假手术组相比，P<0.05）；胰岛素治疗组LVEF显著升高（与心肌梗死组相比，P<0.05）。2.胰岛素治疗改善心肌梗死后的胶原合成：羟脯氨酸测胶原总量的结果发现，在梗死周边区，心肌梗死组的心肌胶原含量增高（与假手术组相比，P<0.01），胰岛素治疗组则明显下降（与心肌梗死组相比，P<0.05）。a-SMA蛋白的表达，心肌梗死组明显升高，（与假手术组相比，P<0.01），胰岛素治疗组明显降低a-SMA蛋白的表达（与心肌梗死组相比，P<0.01）。3.胰岛素治疗降低心肌梗死后Ⅰ/Ⅲ型胶原比例：Western blot和免疫组织化学法均发现，心肌梗死组术后1wk和4wk时梗死周边区Ⅰ/Ⅲ型胶原比例显著升高（与假手术组相比，P<0.05）；胰岛素治疗后，可降低1wk时Ⅰ/Ⅲ型胶原比例（与心肌梗死组相比，P<0.05），不能明显改变4wkⅠ/Ⅲ型胶原比例（与心肌梗死组相比，P>0.05）。4.离体实验显示胰岛素降低TGF-β刺激后a-SMA蛋白的表达和Smad2的磷酸化：Western blot证实胶原重塑组a-SMA蛋白的表达和Smad2的磷酸化水平均升高（与空白对照组相比，P<0.05），胰岛素处理组与胶原重塑组相比，a-SMA蛋白的表达和Smad2的磷酸化水平显著降低（P<0.05）。5.胰岛素可降低TGF-β刺激后JNK的磷酸化：Western blot结果表明，胶原重塑组与空白对照组相比，JNK的磷酸化水平明显升高（P<0.05），胰岛素处理后15min到120min，TGF-β刺激引起的JNK的磷酸化水平降低（与胶原重塑组相比，P<0.05）。而ERK1/2、P38MAPK的磷酸化水平各组间均无显著变化（P>0.05）。结论：1.胰岛素可减缓心肌梗死后心肌胶原重塑，该作用与其降低心肌梗死周边区胶原总量、a-SMA蛋白的表达和1wk时Ⅰ/Ⅲ型胶原的比例有关。2.胰岛素可降低TGF-β刺激后a-SMA蛋白的表达和Smad2的磷酸化及Ras-MAPK通路中JNK的磷酸化。