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目的:本实验通过丙基硫氧嘧啶(propylthiouracil,PTU)诱导建立甲减大鼠心肌纤维化模型,同时予以硫氢化钠(Sodium hydrosulfide,NaHS)干预,探讨气体信号分子硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)是否能通过TGF-β1/Smad2信号通路调控细胞自噬从而改善甲状腺功能减退大鼠的心肌纤维化。方法:将40只8周龄雄性SD大鼠随机均分为4组:正常组(Control),PTU模型组(PTU),H2S干预组(PTU+H2S),H2S干预正常对照组(H2S)。PTU组和PTU+H2S组均以丙基硫氧嘧啶(0.2g/kg/d)灌胃10周构建甲减大鼠模型,Control组及H2S组给予同等容量的饮用水灌胃。6周后,ELISA法检测各组大鼠血清中的游离甲状腺素(Free thyroxine,FT4)、促甲状腺素(Thyroid stimulating hormone,TSH)浓度。甲减大鼠模型构建成功后,PTU组和PTU+H2S组大鼠继续予以丙基硫氧嘧啶(0.2g/kg/d)灌胃,同时PTU+H2S组、H2S组大鼠予以NaHS溶液(56umol/kg/d)腹腔注射,Control组和PTU组大鼠接受同等剂量的生理盐水干预,共4周。10周后用彩色多普勒超声诊断仪盲法检测各组大鼠心脏结构及功能。处死大鼠后,称量体重(Body weight,BW)及心脏重量(Heart weight,HW),计算心脏重量指数(HW/BW);Masson染色检测心肌胶原纤维沉积;qRT-PCR方法检测COL1α2、COL3α1基因的相对表达;Western blotting法检测MMP13、TIMP2、BECLIN1、ATG4、ATG5、TGF-β1、SMAD2、CSE等相关蛋白的表达。结果:1.6周后,与Control组相比,PTU组及PTU+H2S组大鼠FT4值明显减少,TSH值明显增加(P<0.05),H2S组FT4及TSH值无明显变化(P>0.05),提示甲状腺功能减退大鼠模型造模成功。2.与Control组相比,PTU组及PTU+H2S组大鼠的BW、HW值均下降,HW/BW值均增加(P<0.05)。与PTU组相比,PTU+H2S组大鼠的BW值增加,HW值下降,均无统计学差异(P>0.05),HW/BW比值减低有统计学差异(P<0.05)。Control组与H2S组大鼠相比较,BW、HW及HW/BW值均无统计学差异(P>0.05)3.心脏彩超结果显示:与Control组比较,PTU组大鼠LVED、LVES值均增加,LVFS值减少(P<0.05)。与PTU组相比,PTU+H2S组大鼠的LVED、LVES值均减少,LVFS值增加(P<0.05),LVPW值变化无统计学差异(P>0.05)。4.Masson染色结果显示:与Control组比较,PTU组大鼠心肌间质纤维化明显。与PTU组比较,PTU+H2S组大鼠心肌间质纤维化得到改善。而H2S组心肌间质胶原纤维沉积较Control组增加,较PTU组减少。5.qRT-PCR结果显示,与Control组比较,PTU组及H2S组大鼠心肌中的COL1α2、COL3α1基因表达增加(P<0.05)。与PTU组比较,PTU+H2S组中大鼠心肌COL1α2、COL3α1基因明显表达减少(P<0.05)。6.Western Blotting结果显示:PTU组大鼠心肌中MMP13、TGF-β1、SMAD2蛋白的表达较Control组明显增加(P<0.05),而BECLIN1、ATG4、ATG5、TIMP2、CSE蛋白的表达明显减少(P<0.05)。而PTU+H2S组大鼠与PTU组比较,心肌中MMP13、TGF-β1、SMAD2蛋白的表达明显减少(P<0.05),BECLIN1、ATG4、ATG5、TIMP2、CSE蛋白的表达明显增加(P<0.05)。H2S组与Control组比较,TGF-β1蛋白的表达变化有差异(P<0.05),而MMP13、TIMP2、CSE、SMAD2、BECLIN1、ATG4、ATG5表达变化无差异(P>0.05)。结论:1.甲状腺功能减退大鼠心肌纤维化的发生,可能与内源性H2S水平下调,自噬水平降低以及TGF-β1/Smad2信号通路的激活有关。2.气体信号分子H2S能改善甲状腺功能减退大鼠心肌纤维化,机制可能与其抑制TGF-β1/Smad2信号通路并激活细胞自噬有关。