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第一部分:N-乙酰半胱氨酸对糖尿病大鼠心肌Cav-3/eNOS信号通路的影响目的建立STZ诱导的1型糖尿病大鼠模型,观察糖尿病心肌结构与功能变化,并探索抗氧剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)对糖尿病大鼠心肌的Cav-3/eNOS蛋白表达的影响,初步分析Cav-3/eNOS在糖尿病心肌并发症中的作用关系。方法24只雄性SD大鼠随机分为对照组(C)、糖尿病组(D)及NAC治疗组(D+NAC)。D+NAC组通过灌胃给予NAC(1.5g/kg/day),C组与D组灌胃给予等量的生理盐水。4周后心脏超声观察心功能改变,HE染色观察心肌形态结构变化,DHE染色分析心肌组织原位ROS水平。试剂盒检测血浆与心肌组织15-F2t-Isoprostane及心肌组织NO及Nitrotyrosine水平;共聚焦与免疫共沉淀分析Cav-3与eNOS的相互作用关系;Western blot分析心肌组织Cav-3、eNOS与p-eNOS表达水平。结果(1)与C组比较,D组大鼠血糖、进食量、进水量及心重/体重显著增高,NAC治疗可以减少进食量、进水量及心重/体重。(2)D组大鼠心率(HR)、左室后壁增厚率(LVPW%)室间隔增厚率(IVS%)与E/A比值均明显降低;心肌组织结构紊乱及心肌细胞横截面积增大。NAC治疗4周后除了对HR无显著影响外可以明显抑制这些变化。(3)D组大鼠血浆15-F2t-Isoprostane及心肌组织中15-F2t-isoprostane、原位ROS水平及Nitrotyrosine水平明显增加,而心肌组织NO水平明显降低,NAC均可以抑制上述变化。(4)共聚焦显示Cav-3与eNOS存在共定位结构,免疫共沉淀显示糖尿病明显减少Cav-3与eNOS之间的相互作用,NAC治疗可显著增加Cav-3与eNOS的相互作用,并能恢复糖尿病心肌Cav-3与p-eNOS表达水平。结论糖尿病早期可出现心肌结构及功能障碍,这可能与心肌组织Cav-3表达水平降低及eNOS/NO信号通路受损有关。氧化应激参与了糖尿病心血管并发症发生发展,抗氧化剂NAC可以延缓心肌功能损害,可能与恢复Cav-3/eNOS/NO信号通路有关。第二部分:Cav-3/eNOS信号通路在N-乙酰半胱氨酸抗糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤中的作用机制目的建立糖尿病大鼠缺血再灌注损伤模型及高糖与缺氧复氧损伤模型,观察抗氧剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)对糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用,分析Cav-3/eNOS信号通路在NAC抗糖尿病心肌缺血再灌注损伤中的作用机制。方法24只雄性SD大鼠随机分为对照组(C)、糖尿病组(D)及NAC治疗组(D+NAC)。D+NAC组通过灌胃给予NAC(1.5g/kg/day),C组与D组灌胃给予等量的生理盐水,持续4周后通过结扎大鼠心脏左冠状动脉前降支30 min后松开结扎线再灌注2 h,建立大鼠心肌缺血再灌注损伤模型。H9C2细胞经低糖与高糖处理36 h后,通过缺氧4 h再复氧4 h完成缺氧复氧模拟。试剂盒检测血浆CK-MB、细胞培养基中LDH水平,以及血浆、心肌组织及细胞培养基中的15-F2t-Isoprostane水平;Western blot分析心肌组织Cav-3、eNOS与p-eNOS表达水平。结果(1)在缺血前10 min,D组大鼠的HR、LVSP、+dp/dt及-dp/dt与正常大鼠比较显著降低,再灌注2h后,HR、LVSP、+dp/dt及-dp/dt进一步降低,NAC治疗可以显著提高糖尿病大鼠心肌再灌注2h后的HR、LVSP、+dp/dt及-dp/dt水平。(2)与C组大鼠比较,D组大鼠心肌梗死面积、CK-MB、血浆与心肌组织中15-F2t-Isoprostane水平均显著增加,NAC治疗可以抑制上述变化。(3)NAC治疗可显著增加糖尿病缺血再灌注损伤后心肌组织中Cav-3与p-eNOS表达水平,也可以减少高糖缺氧复氧后H9C2细胞LDH与15-F2t-Isoprostane水平,Cav-3 siRNA或eNOS siRNA处理后取消了 NAC的这些保护作用。结论糖尿病所抑制的eNOS活性与小窝结构功能紊乱及Cav-3表达水平降低有关。抗氧化剂NAC可以通过促进Cav-3/eNOS/NO信号通路从而减轻糖尿病心肌功能紊乱与心肌缺血再灌注后心肌损伤。