背景:糖尿病及其并发症是威胁人类生命健康的重大疾病之一。糖尿病患者突发心肌梗死的几率明显高于非糖尿病患者，病发后愈后能力差，心功能紊乱加重，死亡率增高。　　糖尿病心肌梗死后的分子机制包括：低氧诱导因子-1α，血管生长因子，硫氧还蛋白-1，血红素加氧酶-1，音猬因子等表达水平下调，细胞外信号调节激酶-5转录活性降低；而核转录因子κB，硝基酪氨酸，肿瘤坏死因子α和糖基化终末产物受体表达水平增加，泛素蛋白酶体活性加强。过度的心肌重构不利于心功能的修复，因此研究糖尿病心肌缺血后心肌重构的相关机制意义重大。　　自噬是一种通过降解和循环利用基质来维持细胞内环境稳态的溶酶体依赖性降解途径。在饥饿、生长因子缺乏、内质网应激和病原体感染等外界环境因素刺激时自噬可以被显著激活。目前有大量的研究发现自噬与心血管疾病有密切关联。在心脏疾病的发生发展中，细胞自噬的作用具有双重性，低水平的自噬能降解受损的细胞器，供给氨基酸和游离脂肪酸，进而保护细胞免于死亡，如在心肌梗死和心肌缺血时激活自噬可以起到保护作用；但是持久过度的自噬则会过度消耗必须蛋白质和正常细胞器，不利于细胞生存，如缺血再灌注损伤和心力衰竭等自噬加重了心脏功能的损害。　　糖尿病导致的代谢异常，包括高血糖、血脂紊乱、胰岛素抵抗以及大量存在的氧化应激是影响自噬在糖尿病心肌中反应的主要因素，这些因素可能通过调节AMPK，PI3K和mTOR信号通路激活或者抑制心肌自噬反应，从而导致糖尿病心肌病的发生发展。研究表明自噬受损参与了糖尿病心肌病的病理发展过程，激活AMPK促进心肌自噬可以对抗心肌凋亡，可见自噬可以抵抗糖尿病心肌损伤。　　越来越多的证据显示炎症反应参与了糖尿病心肌病的病理过程。内质网应激、氧化应激、糖基化终末产物和游离脂肪酸代谢物等通过 NF-κB等信号通路激活炎症。研究发现自噬对炎症有负调控作用，同时自噬通过抑制 NF-κB减少炎症反应起到抗心肌梗死作用。　　因此，认为心肌组织自噬受损是糖尿病心脏功能障碍，是合并心肌梗死后心脏修复能力减弱，心功能障碍进一步加重的重要机制，而自噬不足导致炎症反应增强是其中的重要原因。本文采用1型糖尿病小鼠模型和1型糖尿病合并急性心肌梗死小鼠模型进行实验。第一部分主要探讨自噬在1型糖尿病小鼠心肌梗死中的变化及作用；第二部分主要研究自噬通过抑制心肌炎症反应改善1型糖尿病小鼠心肌梗死心脏功能。通过这两部分的研究，明确改善糖尿病心肌组织自噬功能对心肌梗死的治疗效果，提出改善受损的心肌组织自噬可能成为治疗糖尿病合并心肌梗死的新的药物靶点和治疗思路。　　第一部分自噬在1型糖尿病小鼠心肌梗死中的变化及作用　　目的:糖尿病（DM)及其心肌病是威胁人类健康的常见心血管疾病。自噬（autophagy）是细胞进行自体清除的重要方式，在机体应激下可被激活。但是自噬在DM及合并心肌梗死（MI）中的作用及其机制尚不明确。本实验旨在探讨自噬在1型糖尿病小鼠MI过程中的变化情况及其作用　　方法:腹腔注射低剂量链脲佐菌素（STZ）建立1型糖尿病小鼠模型，在糖尿病第7周进行MI手术。小鼠MI术后10min即通过腹腔注射分别给予自噬激动剂雷帕霉素（Rapa；正常小鼠，2mg/kg/d；糖尿病小鼠，1mg/kg/d）和拮抗剂3甲基腺嘌呤（3MA；正常小鼠，15mg/kg/d），每天一次，并持续至实验结束。用血糖和体重指标观察糖尿病小鼠成模情况；用高分辨率小动物超声成像系统检测小鼠心脏收缩和舒张功能；氯化三苯基四氮唑（TTC）染色法检测心肌梗死面积的变化；Masson三色染色法检测心肌纤维化情况；免疫组化（IHC）方法检测毛细血管密度；透射电子显微镜（TEM）检测心肌组织中自噬体的变化；蛋白印迹（WB）方法检测自噬信号通路中LC3和p62的蛋白表达水平。　　结果:与正常小鼠相比，糖尿病小鼠表现为：　　1.给予STZ后第1周血糖明显升高，体重显著降低，一直持续到第13周（实验结束），但是心脏体重比值无统计学差异。　　2.彩色多普勒检测发现糖尿病小鼠在第7周时心功能指标中E峰、EA比值显著降低，在第10周时E峰衰减速率显著降低，E峰衰减时间、等容舒张时间、射血时间显著增加，但是左室舒张（LVIDd）和收缩内径（LVIDs）、短轴缩短率（FS）和射血分数（EF）均无统计学差异。　　3. WB结果显示从第7周开始，糖尿病小鼠心肌组织中自噬相关蛋白微管相关蛋白1轻链3（LC3）蛋白表达水平升高，自噬底物p62的降解明显减少；Akt和mTOR的磷酸化减少，mTOR下游的 p70S6K和4E-BP蛋白的磷酸化表达水平均下降。TEM结果显示从第7周开始，糖尿病小鼠心肌组织中自噬体明显增多，受损线粒体增加。　　4.在糖尿病小鼠第7周实施MI手术，WB结果显示梗死周边区心肌组织LC3蛋白表达水平在术后4天时明显减少，而在术后14天和21天时逐渐恢复至正常水平。TEM结果显示梗死周边区心肌组织自噬体数量在术后4天时明显减少，而在术后14天和21天时逐渐恢复至正常水平。　　5.在糖尿病小鼠第7周实施MI手术，术后3周时LVIDs和LVIDd显著增加，FS和EF显著降低；梗死周边区心肌组织血管密度显著减少，心肌梗死面积和心肌纤维化显著增加。　　6.在糖尿病小鼠第7周实施MI手术，并在术后立即开始给予自噬激动剂Rapa（1mg/kg/d），持续给药4天，Rapa显著增加糖尿病小鼠 MI组梗死周边区心肌组织LC3蛋白的表达水平；持续给药21天，Rapa显著缩短减少LVIDs和LVIDd，增加FS和EF；显著增加糖尿病梗死周边区心肌组织血管密度，并明显抑制心肌梗死面积和心肌纤维化。　　7.非糖尿病小鼠心肌梗死后持续给予3MA（15mg/kg/d）4天，梗死周边区心肌组织LC3蛋白的表达水平和p62的降解水平显著减少；持续给药21天，3MA还能显著增加LVIDd，减少FS和EF，明显降低梗死周边区心肌组织血管密度，并扩大心肌梗死面积和加重心肌纤维化。　　小结:　　1.1型糖尿病小鼠心肌组织中自噬流受损，并伴随心脏舒张功能障碍。　　2.1型糖尿病小鼠心肌梗死后，心肌组织自噬激活障碍，并伴随梗死周边区线粒体受损进一步增加，心肌组织血管密度进一步降低，心肌梗死面积和心肌纤维化进一步增加，心功能障碍进一步加重。　　3. Rapa能显著增加正常小鼠和1型糖尿病小鼠梗死周边区心肌组织血管密度，减少心肌梗死面积和心肌纤维化，并改善梗死后的心脏功能。　　4.3MA则会导致正常小鼠梗死周边区心肌组织血管密度减少、心肌梗死面积和心肌纤维化增加，使心脏功能恶化。　　第二部分:自噬通过抑制心肌炎症反应改善1型糖尿病小鼠心肌梗死心脏功能　　目的:探讨自噬在1型糖尿病小鼠及其合并MI后心肌组织炎症反应中的作用。　　方法:腹腔注射低剂量 STZ建立1型糖尿病小鼠模型，在糖尿病第7周进行 MI手术。小鼠 MI术后10min即通过腹腔注射分别给予激动剂 Rapa（正常小鼠，2mg/kg/d；糖尿病小鼠，1mg/kg/d）和拮抗剂3MA（正常小鼠，15mg/kg/d），每天一次，并持续至实验结束。血糖和体重指标观察糖尿病小鼠成模情况；ELISA检测心肌组织炎症因子表达；苏木精-伊红染色法（HE)染色法检测心肌炎症细胞的浸润情况；IHC方法检测心肌血管密度的变化以及CD45和CD68的浸润情况；WB方法检测炎症信号通路NF-κB的蛋白活化的情况。　　结果:　　1.与正常小鼠相比，在第4周开始，糖尿病小鼠血液中白介素-1（IL-1β）和白介素-6（IL-6）表达增加，持续到实验结束（第13周）。　　2. ELISA结果显示，与假手术组小鼠相比，小鼠MI4天后梗死周边区心肌细胞炎症因子IL-1β，IL-6和肿瘤坏死因子（TNF-α）的表达增加；与正常心肌梗死小鼠相比，糖尿病心肌梗死小鼠梗死周边区心肌细胞炎症因子 IL-1β，IL-6和TNF-α的表达无统计学差异。　　3.IHC结果显示,与假手术组小鼠相比，小鼠MI4天后梗死周边区心肌细胞炎症因子IL-1β，IL-6和TNF-α的表达水平增加；糖尿病加重了MI术后4天梗死周边区心肌细胞炎症因子IL-1β，IL-6和TNF-α的表达。　　4. HE结果显示，与正常小鼠相比，糖尿病小鼠第7周时梗死周边区心肌炎症细胞浸润增加；糖尿病加重了MI术后4天心肌炎症细胞的浸润。IHC结果显示，与正常小鼠相比，糖尿病小鼠第7周时心肌梗死周边区炎症CD45和CD68细胞浸润增加；糖尿病加重了MI术后4天心肌炎症CD45和CD68细胞的浸润。　　5.糖尿病小鼠7周再实施MI手术，术后给自噬激动剂Rapa和自噬抑制剂3MA。IHC和ELISA结果显示Rapa抑制术后梗死周边区心肌细胞炎症因子的释放，而3MA无明显作用；HE和IHC结果显示，Rapa抑制术后梗死周边区心肌炎症细胞如CD45和CD68的浸润，而3MA无明显作用。　　6.糖尿病小鼠7周再实施MI手术，术后给自噬激动剂Rapa和自噬抑制剂3MA。蛋白印迹结果显示，Rapa抑制糖尿病加重的MI术后4天梗死周边区心肌细胞NF-κB的活化，而3MA则加重了正常小鼠梗死周边区心肌细胞NF-κB的活化。　　小结:　　1.糖尿病小鼠血清炎症加重。　　2.糖尿病加重了MI后心肌炎症细胞的浸润，给予Rapa激活自噬明显抑制炎症细胞的浸润。　　3.糖尿病加重了MI后心肌细胞的NF-κB的活化，给予Rapa激活自噬明显抑制心肌细胞的NF-κB的活化。　　全文结论:　　1.心肌组织自噬受损是导致糖尿病MI后心功能障碍加重的重要因素。　　2.增强自噬通过减轻糖尿病及其MI后心肌组织自噬受损程度和抑制心肌炎症反应，显著改善心功能。