糖尿病大鼠心肌纤维化的发生及基质金属蛋白酶-14的表达

目的:观察糖尿病(DM)大鼠不同病程阶段是否出现心肌纤维化,并检测心肌基质金属蛋白酶(MMP)-14表达,分析DM引起心肌纤维化的可能机制。方法:雄性SD大鼠30只,随机分为对照组、高糖高脂组(HC组)和DM 4周、8周、12周组,各6只。对照组正常饮食,HC组和DM各组给予高糖高脂饮食;喂养4周后,DM组腹腔注射链脲佐菌素建模,对照组及HC组腹腔注射等剂量柠檬酸钠缓冲液;持续喂养至12周。比较各组大鼠空腹血糖(FBG)和血浆三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)水平及体质量(BW)、左心室质量指数(LVWI)、心脏指数(H/B);采用HE和Masson染色,比较各组大鼠心肌组织形态学改变和纤维化情况;采用ELISA法测定大鼠心肌组织Ⅰ型胶原(colⅠ)、Ⅲ型胶原(colⅢ)含量,并计算colⅠ/colⅢ比值;Western blot法检测大鼠心肌组织colⅠ和MMP-14蛋白表达量。结果:DM各组大鼠FBG均显著高于HC组和对照组(P<0.01);且随病程延长,DM大鼠FBG逐渐升高(P<0.01)。DM组和HC组大鼠TG、TC水平均明显高于对照组(P<0.01),其中DM 8周组和12周组TG、TC水平亦均明显高于HC组(P<0.01);随病程延长,DM大鼠TG、TC水平均逐渐升高(P<0.05~P<0.01)。各组大鼠BW间差异无统计学意义(P>0.05)。DM 8周和12周组大鼠H/B和LVWI均明显高于对照组、HC组和DM 4周组(P<0.01),DM 12周组大鼠H/B亦明显高于DM 8周组(P<0.01)。HE染色结果显示,DM组大鼠心肌细胞增生肥大,纤维排列紊乱、断裂不连续;且随病程延长,病理改变更加明显。Masson染色显示,DM组胶原纤维粗大,排布不均,可见明显断裂,大量胶原沉积;且随时间延长,胶原沉积更加明显,以DM 12周组变化最为显著。ELISA结果显示,HC组和对照组大鼠colⅠ、colⅢ含量差异均无统计学意义(P>0.05);DM组大鼠心肌组织colⅠ、colⅢ含量均明显高于对照组和HC组(P<0.01);且随病程延长,DM组大鼠colⅠ、colⅢ含量均逐渐升高(P<0.01);DM 8周和12周组大鼠colⅠ/colⅢ比值均明显高于对照组、HC组和DM 4周组(P<0.01)。Western blot结果显示,DM 8周、12周组大鼠colⅠ、MMP-14蛋白表达量均明显高于对照组、HC组和DM 4周组(P<0.01),其中DM 12周组colⅠ、MMP-14表达亦均高于DM 8周组(P<0.01);而DM 4周组大鼠colⅠ、MMP-14蛋白表达量与对照组和HC组差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:DM可引起大鼠心肌纤维化,并随病程延长逐渐加重,其机制可能与心肌MMP-14表达量持续升高有关。