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目的:糖尿病导致心房颤动(房颤)发生的机制尚未完全阐明,我们的前期研究提示氧化应激和炎症在糖尿病心房重构中发挥重要作用,PPAR-γ激动剂吡格列酮通过抗氧化抗炎作用减缓糖尿病心房结构重构和电重构。线粒体是绝大多数哺乳动物机体内活性氧(ROS)的主要来源,本研究拟进一步评价线粒体氧化应激及稳态重构在糖尿病心房重构中的作用及吡格列酮的干预机制。方法:动物实验中将健康成年日本白兔随机分为正常对照组(C组)、糖尿病组(DM组)、糖尿病+吡格列酮药物治疗组(Pio组,4 mg/kg/天)。通过静脉注射四氧嘧啶建立兔1型糖尿病模型,模型建成8周后进行实验检测。通过心脏超声检测心脏结构和功能,通过HE染色测定左房肌细胞横截面积,通过马松染色测定左房间质纤维化程度,通过免疫组化和Western blot检测分析左房交感神经重构相关蛋白的分布和表达。检测各组家兔体表心电图及血流动力学变化,通过Langendofff灌流的离体心脏电生理实验评价心脏传导功能并评价房颤诱发率。通过共聚焦显微镜在1Hz场刺激下检测分离的兔心房肌细胞内钙瞬态(CaT)。应用电镜观察线粒体形态,并检测线粒体ROS生成速率、呼吸控制率(RCR)及膜电位(MMP)水平。通过ELISA方法测定血清PPAR-γ、PPAR-α及氧化应激和炎症相关标志物水平,通过Western blot检测左房PGC-1α等生物合成相关蛋白及融合分裂相关蛋白,和氧化应激、炎症及纤维化相关蛋白表达水平的变化。细胞实验中通过对小鼠心房肌细胞系HL-1细胞转染PGC-1α小干扰RNA(siRNA),并施加过氧化氢(H2O2)干预形成氧化应激刺激,分析吡格列酮是否特异性通过PPAR-γ/PGC-1α信号通路发挥调节线粒体氧化应激和稳态重构的作用。结果:(1)DM组较C组左房中致纤维化蛋白TGF-β1及交感神经重构相关蛋白TH和NGF表达显著增多,其左房直径扩大、心肌细胞肥厚、间质纤维化增加,房间传导时间及心房有效不应期离散度增大,房颤诱发率增加,Pio组较DM组上述指标显著下降。各组间血流动力学及体表心电图参数无显著差异;(2)吡格列酮增加糖尿病兔血清SOD活性,降低线粒体ROS产生,抑制血清(8-OHdG和hs-CRP)和左房(NF-κB)中氧化应激和炎症相关标志物的表达;(3)吡格列酮改善糖尿病所致心房线粒体结构损伤,提高线粒体RCR及MMP;(4)DM组血清PPAR-γ水平较C组显著降低,Pio组则显著高于DM组;Western blot结果显示糖尿病兔左房中PGC-1α及其他线粒体生物合成(NRF1和TFAM)、融合(Opa1和Mfn1)和分裂(Drp1)相关蛋白表达减少,吡格列酮显著增加这些蛋白的表达水平;(5)DM组左房肌细胞在1Hz场刺激下平均CaT振幅增大,吡格列酮显著抑制这一变化;(6)细胞实验中,PGC-1αsiRNA转染可阻断吡格列酮对线粒体氧化应激和MMP的改善作用。结论:吡格列酮可以通过PPAR-γ/PGC-1α信号通路,减少线粒体ROS产生,抑制氧化应激和炎症水平,改善线粒体结构和功能、生物合成、融合分裂及Ca2+调控等稳态重构表现,从而逆转糖尿病介导的心房重构,减少房颤发生。