研究背景:肥胖所致的机体糖脂代谢异常是包括高血压、动脉粥样硬化、心房颤动、左室肥厚、心力衰竭等在内的心血管疾病的高危因素。肥胖性心肌病是与其他心血管疾病致病因素无关,仅由肥胖所致的心肌代谢异常、结构改变和功能障碍。当今,肥胖性心肌病正在成为世界范围内的一个亟待解决的公共卫生问题,但目前仍缺乏有效的且有针对性的药物治疗干预。目前所知的肥胖性心肌病致病机制包括氧化应激、炎症、代谢紊乱（胰岛素抵抗、葡萄糖转运异常、游离脂肪酸增加、脂毒性、氨基酸代谢失调）、细胞内钙离子平衡的改变、自噬失调,可随之导致心肌纤维化、心脏电活动异常、心肌微血管病变、冠脉内皮功能紊乱、冠脉血流储备受损和心功能障碍乃至心力衰竭的发生。越来越多的证据表明慢性炎症在肥胖性心肌病的发病机制中起着关键作用。在我们课题组前期的研究中发现,高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型中出现了心肌肥厚和糖耐量明显受损,伴有心肌炎症增加（心肌巨噬细胞浸润增加、胱天蛋白酶募集域蛋白9（CARD9）和B细胞淋巴瘤因子10（BCL10）的表达增加,p38MAPK激活以及IL-6,TNF-α炎性细胞因子的增加）;补锌可以通过诱导增加金属硫蛋白（MT）的表达进而减轻心肌肥厚和糖耐量受损,并明显减少心肌炎症。我们在体外机制研究中进一步发现,MT-I/II基因敲除可加剧棕榈酸诱导心肌细胞的BCL10的表达和p38 MAPK的激活,补锌不能再像在野生型细胞一样抑制BCL10的表达和p38 MAPK的激活。至此,我们拟进一步确定MT是否在体内也是通过CARD9/BCL10/p38 MAPK信号通路介导肥胖引起的心脏重塑。此外,在心室后负荷增高所致心肌重构的小鼠模型中发现,相较于野生型小鼠模型,CARD9敲除小鼠模型表现出明显改善的心功能和心室重塑,并伴有NF-κB的失活。因此,本研究还会探讨NF-κB（与MAPKs信号通路并行的CARD9的经典下游成分）的激活是否也参与介导了肥胖所致的心脏重塑。研究目的:（1）明确体内条件下,MT-I/II基因敲除是否会加剧肥胖所致的心肌损害。（2）阐明MT是否通过CARD9/BCL10/MAPKs和/或CARD9/BCL10/NF-κB通路介导的炎性反应来调节肥胖所致的心肌损害。（3）阐明MT参与肥胖所致的心肌损害中触发炎症反应的分子机制。研究方法:建立肥胖小鼠模型:8周龄129S1野生型（WT）小鼠和MT-I/II基因敲除（MT-I/II KO）小鼠各自分别给予18周的正常脂（ND,10%kcal脂肪）和高脂（HFD,60%kcal脂肪）饮食;分组:按对照组和疾病组各分为2组,共4组:（1）ND/WT组:正常饮食野生型组;（2）HFD/WT组:高脂饮食野生型组;（3）ND/MT-I/II KO组:正常饮食MT-I/II基因敲除组;（4）HFD/MT-I/II KO组:高脂饮食MT-I/II基因敲除组。在饮食干预的18周里,每周记录小鼠体重;在小鼠18周龄（即饮食干预10周时）和26周龄时进行糖耐量测定;通过心脏超声检测小鼠26周龄时心脏结构及功能变化;实验终点时,小鼠麻醉完全后经下腔静脉收取血样,取出心脏后称重,分别留取蛋白提取、总RNA提取以及石蜡制片固定所需的心脏组织;随后以比色法进行血甘油三酯、血胆固醇测定,评估脂代谢变化;进行病理组织化学染色及免疫组织化学染色,观察心肌结构（肥厚和纤维化）及巨噬细胞浸润情况;免疫印迹法（Western blot）和实时定量聚合酶链式反应（RT-q PCR）检测心肌纤维化（Fn,col1a1,col3a1,TGF-β）水平和巨噬细胞标志物CD68水平;Western blot检测MT蛋白表达水平,粘附分子ICAM-1和VCAM-1蛋白表达水平,细胞因子TNF-α,IL-6和IL-1β蛋白表达水平,炎性通路分子CARD9,BCL10,phospho-NF-κB p65/p-p65,p38 MAPK,p-p38 MAPK,JNK,p-JNK,Erk1/2,p-Erk1/2蛋白表达水平,氧化应激损伤标志物3-硝基络氨酸（3-NT）和4-羟基壬烯醛（4-HNE）以及抗氧化酶SOD2,CAT和GPX4蛋白表达水平;RT-q PCR检测趋化因子CCL2转录水平;电感耦合等离子体质谱（ICPMS）检测心肌组织必需微量元素（锌、铜、铁）浓度。研究结果:（1）MT-I/II基因敲除加重高脂饮食诱导的肥胖和全身脂代谢紊乱。1)相较于ND/WT组,高脂饮食可导致WT小鼠体重增加,肾周白色脂肪增加,MT-I/II基因敲除可进一步增加高脂饮食诱导的体重和肾周白色脂肪重量;2)相较于ND/WT组,HFD/WT组和ND/MT-I/II KO组的18周和26周糖耐量均明显受损;相较于ND/MT-I/II KO组,HFD/MT-I/II KO组的18周和26周糖耐量均明显受损。3)相较于ND/WT组,血胆固醇水平在HFD/WT组和ND/MT-I/II KO组升高,且在HFD/MT-I/II KO组进一步升高。（2）MT-I/II基因敲除与肥胖双重打击引起心肌肥厚和心肌纤维化,但未引起心功能的改变。1)MT-I/II基因敲除对正常饮食小鼠和肥胖小鼠的左室收缩功能（EF%,FS%）无明显影响。2)相较于HFD/WT组和ND/MT-I/II KO组,心肌室间隔厚度（IVS）、左室后壁厚度（LVPW）、心脏重量/胫骨长度比值（HW/Tibia）和心肌细胞横截面积在HFD/MTI/II KO组显著增加。3)相较于HFD/WT组和ND/MT-I/II KO组,心肌胶原沉积,Fn、col1a1、col3a1和TGF-β的m RNA水平以及COL1A1和TGF-β1的蛋白水平在HFD/MT-I/II KO组显著增加。（3）MT-I/II基因敲除加剧肥胖诱导的心脏炎症。1)相较于ND/WT组,心肌组织CD68的m RNA水平和蛋白水平以及CD68的IHC染色半定量水平在HFD/WT组和ND/MT-I/II KO组均升高或有升高趋势,且在HFD/MT-I/II KO组的水平进一步升高。2)相较于ND/WT组,CCL2的m RNA水平、VCAM-1、ICAM-1、TNF-α、IL-6和IL-1β的蛋白水平在HFD/WT组和ND/MT-I/II KO组均升高或有升高趋势,且在HFD/MT-I/II KO组的水平进一步升高。3)相较于ND/WT组,CARD9、BCL10蛋白表达和NF-κB磷酸化激活在HFD/WT组和ND/MT-I/II KO组均明显升高,且在HFD/MT-I/II KO组的水平进一步升高。（4）MT-I/II基因敲除加剧肥胖诱导的心脏氧化应激。1)相较于ND/WT组,3-NT、4-HNE在HFD/WT组和ND/MT-I/II KO组均明显升高,且在HFD/MT-I/II KO组的水平进一步升高。2)相较于ND/WT组,MT蛋白表达在HFD/WT组表达下调,在MT-I/II KO的两个组中无表达;相较于ND/WT组,CAT和GPX4表达在HFD/WT组和ND/MTI/II KO组上调,且在HFD/MT-I/II KO组中进一步上调。3)相较于ND/WT组,Cu/Fe和Cu/Zn比值在HFD/WT组和ND/MT-I/II KO组增加或有增加趋势,Cu/Zn比值在HFD/MT-I/II KO组中有进一步升高的趋势,而Cu/Fe比值在HFD/MT-I/II KO组进一步升高。研究结论:（1）MT可阻止肥胖所致的心肌损害向心肌重构进展。（2）MT通过下调肥胖所致的氧化应激和炎症损伤进而阻止心肌肥厚和心肌纤维化的发生。（3）MT对肥胖小鼠心脏的保护作用可能是通过抑制心肌巨噬细胞浸润,同时降低其CARD9、BCL10的表达及抑制NF-κB的激活而非MAPKs的激活实现。