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研究背景:中国血脂异常调查研究(DYSIS-China)结果显示,我国血脂异常患者低密度脂蛋白(LDL-C)的达标率仅为61.5%,特别是在极高危和高危患者中,LDL-C的达标率分别仅为39.7%和54.8%。根据流行病学调查研究结果预测,2010年-2030年期间人群血清胆固醇水平的升高将导致我国心血管病事件增加约920万[1]。以LDL-C或总胆固醇(TC)升高为特点的血脂异常是动脉粥样硬化性心血管疾病(Atherosclerotic cardiovascular disease,ASCVD)的重要危险因素;LDL-C水平降低,可显著减少ASCVD的发病及死亡风险[2]。他汀类药物是羟甲基戊二酰辅酶A还原酶(hydroxy methylglutaryl coenzyme A reductase inhibitor,HMG-CoA还原酶)的特异性竞争抑制剂。HMG-CoA还原酶是一种微粒体酶,能催化HMG-CoA转换为甲羟戊酸,这种催化反应是胆固醇代谢的限速步骤,该步骤受阻可直接减少胆固醇的合成。20世纪80年代,他汀类药物开始用于临床治疗,多项研究报道指出,他汀类药物可以有效地降低LDL-C水平[3-4],是目前降低心血管不良事件发生的最佳药物。然而,最近的临床数据显示长时间口服他汀类药物可增加新发糖尿病(NODM)的风险,该结论首先发表于JUPITER研究,在该研究中,无糖尿病但伴有高脂血症的人群,给予瑞舒伐他汀20毫克/天,1.9年后2型糖尿病(Diabetes Mellitus Type 2,T2DM)的发生率增加25%[5]。随后在随机对照试验(RCT)和观察性研究中也发现了类似的结果,但NODM风险增加的程度有所差异。2012年美国食品与药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)更新了他汀类药物使用的安全说明书,在关于他汀类药物副作用中指出,此类药物可能会增加糖化血红蛋白(HbA1C)和空腹血糖的水平[6]。但是,目前尚无有效的措施来预防他汀类药物这一不良反应,因此,研究他汀类药物致NODM的可能机制,对干预这一不良反应具有重要的临床意义。NADPH 氧化酶(Nicotnamide Adenine Dinucleotidephosphate Oxidase,NOXs)是产生超氧化物和过氧化氢的酶家族成员之一[7]。在骨骼肌中,存在三种NADPH氧化酶,分别为Nox1,Nox2和Nox4[8-12],尽管Nox1在分化成熟的C2C12骨骼肌细胞中少量表达,但是其在骨骼肌细胞中的作用尚不清楚[7],Nox1是否参与骨骼肌细胞中活性氧(ROS)的产生,有待进一步的研究。值得注意的是,Nox4在小鼠源性的骨骼肌C2C12细胞中呈现高表达[9-11],并且Nox4是骨骼肌中产生ROS的主要蛋白之一,此外,Nox4的N端与线粒体内膜相连[13],Nox4表达的变化可能会影响线粒体的功能。GKT137831为Genkyotex公司研发的第一代Nox1/Nox4抑制剂,GKT137831不仅可以抑制肝细胞的纤维化和凋亡[14],还可以抑制来自糖尿病小鼠肾皮质中的NADPH氧化酶活性以及超氧化物和过氧化氢的产生,但不影响Nox1和Nox4蛋白表达[7]。目前,GKT137831对肾脏的保护作用已在三种不同的糖尿病肾病动物模型中得到证实,该药可显著降低糖尿病肾病模型鼠中ROS水平,缓解糖尿病肾脏血管病变[15-17]。由于该药具有良好的抗氧化功能,目前已进入临床试验,用于糖尿病并发症的防治研究。然而,GKT137831是否可以在骨骼肌中发挥其抗氧化功能,降低骨骼肌中的ROS水平,从而保护骨骼肌的糖代谢,目前尚不清楚[7]。因此,本研究旨在探讨GKT137831在阿托伐他汀干预的骨骼肌细胞中的作用,为GKT137831的临床应用提供新的思路。目的:他汀类药物致NODM的发生机制尚不清楚,目前无有效干预措施,本研究旨在探讨GKT137831对阿托伐他汀致NODM的作用,为临床干预他汀类药物这一不良反应提供新的思路。方法:以骨骼肌C2C12为研究对象,用生物分子学的方法探讨GKT137831对阿托伐汀致NODM的作用。(1)体外培养骨骼肌C2C12细胞诱导分化成熟后加药干预;(2)采用CCK8试剂盒检测阿托伐他汀干预C2C12细胞后对细胞活力的影响;(3)应用流式细胞术检测阿托伐他汀干预后骨骼肌细胞糖摄取的情况及活性氧(ROS)产生的情况;(4)蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测阿托伐他汀对骨骼肌细胞Nox4蛋白表达的影响;(5)用实时荧光定量PCR(RT-PCR)检测阿托伐他汀对骨骼肌细胞线粒体生物合成功能的影响;(6)同样的方法观察GKT137831与阿托伐他汀共孵育后,对骨骼肌糖摄取、ROS水平及线粒体生物合成功能的影响。结果:(1)阿托伐他汀干预骨骼肌C2C12细胞,对其细胞活力无影响;(2)阿托伐他汀可降低C2C12细胞摄取糖的细胞数比例,增加ROS的水平;(3)阿托伐他汀可增加C2C12细胞中Nox4蛋白的表达量;(4)阿托伐他汀可降低线粒体生物合成功能;(5)外源性补充GKT137831后,可部分缓解阿托伐他汀所致的C2C12细胞摄取糖的细胞比例下降,降低ROS水平,部分缓解受损的线粒体功能。结论:(1)阿托伐他汀致骨骼肌C2C12细胞糖摄取能力下降与细胞活力无关,与ROS水平增加有关;(2)阿托伐他汀可致线粒体生物合成能力下降;(3)GKT137831可缓解阿托伐他汀所致的骨骼肌细胞糖摄取能力下降,降低ROS水平,增加线粒体生物合成能力。