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第一部分糖尿病心肌缺血再灌注损伤对BMAL1与Nrf2/HO-1信号通路的影响目的建立(40)型糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤的模型,观察心肌组织生物钟基因BMAL1与Nrf2/HO-1信号通路的变化,并探讨两者在糖尿病心肌易损性增加中的可能机制。方法SPF级别的成年雄性SD大鼠48只作为研究对象,按照随机数字表法分为4组(n=12):(1)非糖尿病大鼠假手术组(NS组);(2)非糖尿病大鼠心肌缺血再灌注组(NI/R组);(3)糖尿病大鼠假手术组(DS组);(4)糖尿病大鼠心肌缺血再灌注组(DI/R组)。按照60mg/kg的用量,进行腹腔注射1(4)的链脲佐菌素建立(40)型糖尿病模型。腹腔注射链脲佐菌素72h之后尾静脉检测血糖≥16.7mmol/L的大鼠视为糖尿病模型制备成功。心肌缺血再灌注损伤的模型采用结扎冠状动脉的左前降支(LDA):缺血30min后开放结扎线120min。手术过程中Ⅱ导联监测心电图,记录各时间点的心率、左心室收缩压、左心室压力上升最大的速率、左心室压力下降最大的速率。采用TTC及Evans blue双染法测定大鼠的心肌梗死面积。ELISA法测定大鼠血清CK-MB、心肌组织MDA、SOD的含量。免疫组化法检测大鼠心肌组织BMAL1的表达水平。Western Blot法分别检测大鼠心肌组织中BMAL1、Nrf2、HO-1蛋白的表达水平。结果1.与非糖尿病大鼠比较,糖尿病大鼠心肌氧化应激水平增加,表现为MDA水平升高及抗氧化酶SOD活性降低,进一步研究发现心肌生物钟BMAL1表达水平下调,同时伴随Nrf2/HO-1信号通路蛋白表达下降;2.心肌缺血再灌注处理后,糖尿病大鼠心肌梗死面积与血清心肌损伤标志物CK-MB水平较非糖尿病组明显增加,而心肌组织BMAL1、Nrf2及HO-1表达水平进一步降低。结论1.糖尿病心肌较非糖尿病心肌更不易耐受缺血再灌注损伤,氧化应激损伤是其重要机制。2.糖尿病心肌生物钟基因BMAL1水平降低及Nrf2/HO-1信号通路受损可能与糖尿病心肌缺血再灌注易损性增加有关,其确切机制尚待进一步研究。第二部分BMAL1调控Nrf2/HO-1信号通路在H9c2细胞高糖缺氧复氧易损性增加中的作用目的建立H9c2心肌细胞高糖与缺氧复氧损伤模型,进一步观察生物钟基因BMAL1与Nrf2/HO-1信号通路的改变,并探讨两者在心肌细胞高糖与缺氧复氧易损性增加中的作用机制。方法H9c2心肌细胞常规传代培养,为了研究高糖及缺氧复氧对细胞的损伤程度、氧化应激水平、生物钟蛋白BMAL1改变及Nrf2/HO-1信号通路相关蛋白的改变,将此部分实验分为以下五个组:(1)低糖对照组(LG);(2)低糖缺氧/复氧组(LG+H/R);(3)高糖对照组(HG);(4)高糖缺氧/复氧组(HG+H/R);(5)甘露醇对照组(Mannitol)。为了研究BMAL1在高糖及缺氧复氧中的作用,以及BMAL1的改变对高糖及缺氧复氧状态下心肌细胞氧化应激水平及Nrf2/HO-1信号通路相关蛋白的改变,进一步将研究分为以下6个组:(1)高糖对照组(HG+Ctrl);(2)高糖BMAL1过表达组(HG+Lv-BMAL1);(3)高糖BMAL1干扰组(HG+Lv-BMAL1-sh RNA);(4)高糖缺氧/复氧对照组(HG+H/R+Ctrl);(5)高糖BMAL1过表达+缺氧/复氧组(HG+H/R+Lv-BMAL1);(6)高糖BMAL1干扰+缺氧/复氧组(HG+H/R+Lv-BMAL1-sh RNA)。采用DHE方法来检测ROS水平。免疫荧光检测BMAL1、Nrf2蛋白的表达。采用CCK-8检测心肌细胞的存活率。检测LDH水平判断心肌细胞损伤程度。检测MDA、SOD水平判断心肌细胞的氧化应激水平。采用Western blot方法检测心肌细胞BMAL1、Nrf2、HO-1蛋白表达水平。结果1.按照高糖培养24h后缺氧6h复氧2h进行实验,研究发现H9c2心肌细胞CCK-8检测细胞活性显著低于对照低糖培养组,细胞培养上清中代表心肌损伤的标志物LDH水平显著高于各低糖培养组。高糖缺氧复氧后H9c2心肌细胞氧化应激损伤明显高于对照低糖培养组,其心肌细胞中的MDA水平明显高于各低糖培养组,同时SOD水平明显低于各低糖培养组。2.高糖对照组H9c2细胞BMAL1、Nrf2、HO-1蛋白的含量明显低于低糖对照组。高糖缺氧复氧组H9c2细胞BMAL1、Nrf2、HO-1蛋白的含量明显低于高糖对照组。3.BMAL1过表达能够增加高糖对照组及高糖缺氧复氧组H9c2心肌细胞活性与SOD水平,降低高糖对照组及高糖缺氧复氧组H9c2心肌细胞LDH、MDA、ROS水平。4.BMAL1过表达能够增加高糖对照组及高糖缺氧复氧组Nrf2、HO-1蛋白表达水平。结论1.高糖状态下BMAL1表达降低及Nrf2/HO-1信号通路受损是心肌细胞不易耐受高糖与缺氧复氧损伤的重要机制;2.BMAL1能够正性调控Nrf2/HO-1信号通路,通过促进BMAL1的表达进而恢复Nrf2/HO-1信号通路水平的措施是减轻心肌细胞高糖与缺氧复氧损伤的重要途径。