circFAT1调节miR-211-5p/CCND2轴对糖尿病心肌病大鼠心肌损伤的影响

目的探讨circFAT1对糖尿病心肌病(DCM)大鼠心肌损伤的影响及对miR-211-5p/细胞周期蛋白D2(CCND2)轴的调节机制。方法利用高糖高脂饲料联合链脲佐菌素建立DCM大鼠模型,并随机分为DCM组、circ-NC组、circFAT1组、circFAT1+激动剂-NC组和circFAT1+miR-211-5p激动剂组,以喂食普通饲料的大鼠作为对照组,每组20只。实时PCR检测心肌组织中circFAT1、miR-211-5p、CCND2水平;Western blotting检测心肌组织CCND2蛋白表达;生化分析仪检测大鼠空腹血糖(FBG)、总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)水平;心脏超声检测大鼠心功能;HE和Masson染色观察心肌组织病理形态;TUNEL染色检测心肌细胞凋亡情况;ELISA法检测白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平;双荧光素酶报告基因实验验证circFAT1、miR-211-5p、CCND2之间的靶向关系。结果与对照组相比,DCM组circFAT1、CCND2 mRNA及蛋白表达,左心室射血分数(LVEF)、左心室缩短分数(LVFS)水平降低(P<0.05),FBG、TC、TG、左心室舒张末期直径(LVEDd)、左心室收缩末期直径(LVEDs)、胶原容积分数(CVF)、细胞凋亡率、IL-1β、IL-6、TNF-α水平均升高(P<0.05);与DCM组相比,circFAT1组circFAT1、CCND2 mRNA及蛋白表达,LVEF、LVFS水平升高(P<0.05),FBG、TC、TG、LVEDd、LVEDs、CVF、细胞凋亡率、IL-1β、IL-6、TNF-α水平降低(P<0.05);miR-211-5p激动剂逆转了circFAT1对DCM心肌损伤的缓解作用,且CCND2 mRNA及蛋白表达降低(P<0.05)。结论circFAT1通过调控miR-211-5p/CCND2轴减轻DCM大鼠心肌组织损伤。

基于PPARγ/PGC-1α通路探讨丹参素对糖尿病心肌病大鼠心肌线粒体功能的影响

目的基于过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)/过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助激活因子1α(PGC-1α)通路探究丹参素对糖尿病心肌病(DCM)大鼠心肌线粒体功能的影响。方法将大鼠随机分为正常组、模型组、丹参素低剂量组(5 mg·kg^(-1))、丹参素中剂量组(10 mg·kg^(-1))、丹参素高剂量组(20 mg·kg^(-1))、二甲双胍组(140 mg·kg^(-1))、丹参素高剂量+GW9662组(20 mg·kg^(-1)丹参素+1 mg·kg^(-1)GW9662),每组12只。除正常组外,其余各组均采用高糖高脂饲料喂养联合腹腔注射链脲佐菌素的方法构建DCM大鼠模型。模型复制成功后,各组按照上述设定剂量灌胃给药,每日1次,连续6周。采用动物血糖仪检测空腹血糖值;超声心动图评估大鼠心功能,包括左室短轴缩短率(LVFS)、左室射血分数(LVEF);HE染色法观察心肌组织病理变化;透射电镜观察心肌组织线粒体超微结构;JC-1染色法检测心肌细胞线粒体膜电位;通过试剂盒检测心肌组织中三磷酸腺苷(ATP)含量及活性氧(ROS)的表达水平;Western Blot法检测心肌组织中PPARγ、PGC-1α蛋白表达水平。结果与正常组比较,模型组大鼠的空腹血糖水平明显升高(P<0.05),LVFS、LVEF明显降低(P<0.05);心肌组织明显受损,心肌线粒体肿胀;心肌细胞线粒体膜电位未降低细胞的百分比明显降低(P<0.05);心肌组织中ATP含量明显降低(P<0.05),ROS表达水平明显升高(P<0.05);心肌组织中PPARγ、PGC-1α蛋白表达明显下调(P<0.05)。与模型组比较,丹参素各剂量组及二甲双胍组大鼠空腹血糖水平明显降低(P<0.05),LVFS、LVEF明显升高(P<0.05);心肌组织损伤减轻,心肌线粒体结构损伤有所减轻;心肌细胞线粒体膜电位未降低细胞的百分比明显升高(P<0.05);心肌组织中ATP含量明显升高(P<0.05),ROS表达水平明显降低(P<0.05);心肌组织中PPARγ、PGC-1α蛋白表达明显上调(P<0.05)。与丹参素高剂量组比较,丹参素高剂量+GW9662组大鼠空腹血糖水平明显升高(P<0.05),LVFS、LVEF明显降低(P<0.05);心肌组织损伤、心肌线粒体结构损伤加重,心肌线粒体肿胀;心肌细胞线粒体膜电位未降低细胞的百分比明显降低(P<0.05);心肌组织中ATP含量明显降低(P<0.05),ROS表达水平明显升高(P<0.05);心肌组织中PPARγ、PGC-1α蛋白表达明显下调(P<0.05)。结论丹参素改善DCM大鼠线粒体功能可能与激活PPARγ/PGC-1α通路有关。

丹酚酸B对2型糖尿病小鼠心肌病氧化应激的作用及机制

目的探讨丹酚酸B(Sal B)对2型糖尿病小鼠心肌病(DCM)氧化应激的作用及潜在机制。方法60只C57BL/6J小鼠分为空白组(n=12,Control组,正常饲料,灌胃生理盐水)和高脂高糖(HG)组[n=48,HFG组,链脲佐菌素(STZ)联合HFG饲料构建DCM模型],造模成功的HFG组小鼠分为DCM组(灌胃生理盐水)、Sal B低剂量[1.50 mg/(kg·d)]组(Sal B.L组)、Sal B高剂量[3.00 mg/(kg·d)]组(Sal B.H组)及200 mg/(kg·d)二甲双胍治疗组(Metformin组),灌胃连续8周;麻醉各组小鼠,采用小动物超声仪检测仰卧位时各组小鼠心脏的左室射血分数(LVEF)、缩短分数(FS)、左室收缩末期容积(LVESV)及左室收缩期末期内径(LVIDs);处死各组小鼠,取心脏制作切片、苏木素-伊红(HE)和Masson染色观察心肌组织形态学特征;采用试剂盒检测各组小鼠心肌组织中细胞丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽(GSH)的水平,采用Western blot分析氧化应激蛋白Kelch样ECH关联蛋白1(Keap1)、核因子-E2相关因子2(Nrf2)、磷酸化Nrf2(pNrf2)、过氧化物酶1(PRDX1)、血红素加氧酶1(HO-1)及凋亡相关蛋白活化的半胱氨酸蛋白(Cleaved-caspase3)、B淋巴细胞瘤-2蛋白(Bcl2)、Bcl2关联X(bax)蛋白的表达;SD乳鼠心脏提取分离培养原代新生大鼠心肌细胞(PNRCMs)构建DCM体外模型,将PNRCMs分为40 mmol/L甘露醇(Mannitol)组、空白(Control)组、40 mmol/L HG(HG)组、40 mmol/L HG+25μmol/L Sal B(Sal B低剂量,Sal B.L)组、40 mmol/L HG+50μmol/L Sal B(Sal B高剂量,Sal B.H)组、40 mmol/L HG+0.25 mmol/L二甲双胍(Metformin)组,检测各组细胞的活性氧(ROS)、MDA、SOD及GSH水平,采用Western blot检测氧化应激蛋白Keap1、Nrf2、pNrf2、PRDX1、HO-1及凋亡相关蛋白Cleaved-caspase3、bax、Bcl2蛋白的表达;采用实时定量反转录聚合酶链式反应(RT-qPCR)法检测氧化应激相关基因Keap1、Nrf2、PRDX1及HO-1信使RNA(mRNA)的表达;采用Nrf2抑制剂(ML385)和激动剂(甲基巴多索隆)进一步分析氧化应激蛋白Keap1、Nrf2、pNrf2、PRDX1及HO-1的表达。结果与Control组比较,DCM组小鼠的LVEF、FS降低(P<0.01),LVESV、LVIDs升高(P<0.01),心肌组织排列紊乱、间质细胞增多并伴有炎性细胞浸润及胶原沉积,心肌组织中MDA含量增加、SOD和GSH减少(P<0.01),心肌组织中Keap1、Cleaved-caspase3及bax蛋白表达上调,Nrf2、pNrf2、PRDX1、HO-1及Bcl2蛋白表达下调(P<0.01);与Control组比较,HG组心肌细胞中ROS表达增加,SOD表达下降(P<0.05),MDA含量增加、GSH表达下降(P<0.01),心肌细胞中的Keap1、Cleaved-caspase3及bax蛋白表达增加(P<0.01),Nrf2、pNrf2、PRDX1、HO-1及Bcl2蛋白表达下降(P<0.01),心肌细胞中的Keap1 mRNA表达升高(P<0.05),Nrf2、PRDX1及HO-1 mRNA表达降低(P<0.05);与DCM组比,Sal B.L和Sal B.H组小鼠的LVEF、FS增加(P<0.01)、LVESV、LVIDs降低(P<0.01),心肌组织排列整齐、炎性细胞浸润减少、心肌胶原沉积减少,心肌组织中MDA含量减少、SOD和GSH含量增加(P<0.01),心肌组织中Keap1、Cleaved-caspase3及bax表达下调,Nrf2、pNrf2、PRDX1、HO-1及Bcl2蛋白表达上调(P<0.05);与HG组相比,Sal B.L和Sal B.H量组心肌细胞中ROS表达、MDA含量减少,SOD和GSH含量增加(P<0.05),心肌细胞中的Keap1、Cleaved-caspase3及bax蛋白表达减少(P<0.05),Nrf2、pNrf2、PRDX1、HO-1及Bcl2表达增加(P<0.05);心肌细胞中的Keap1 mRNA表达降低(P<0.05),Nrf2、PRDX1和HO-1 mRNA表达升高(P<0.05);进一步采用Nrf2抑制剂ML385和激动剂甲基巴多索隆干预,与HG组相比,Sal B.H组心肌细胞中的Nrf2、pNrf2、PRDX1及HO-1表达增加(P<0.05);与Sal B.H组相比,ML385和Sal B联用组心肌细胞中的Nrf2、pNrf2、PRDX1及HO-1的表达减少(P<0.05)。结论Sal B可降低2型糖尿病小鼠DCM的氧化应激作用,其机制与Keap1/Nrf2信号通路蛋白的表达有关。

外周血miR-4465和miR-6089在亚临床糖尿病性心肌病诊断中的价值

目的评估外周血miR-4465和miR-6089水平诊断亚临床糖尿病性心肌病(DCM)的临床价值。方法选择266例亚临床Ⅱ型糖尿病受试者,通过超声心动图检查,49例患者被选入DCM组,另选取49例非DCM患者纳入对照组。单因素和多因素Logistic回归分析DCM发生的危险因素。ROC评价miR-4465和miR-6089对DCM的诊断价值。Pearson相关性分析miR-4465、miR-6089与糖尿病病程、糖化血红蛋白(HbA1C)的相关性。结果DCM组糖尿病病程长于对照组,HbA1c水平高于对照组,外周血miR-4465和miR-6089水平低于对照组(均P<0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示,糖尿病病程、HbA1c、外周血miR-4465和miR-6089均为DCM的危险因素(P<0.05)。外周血miR-4465和miR-6089对DCM具有良好的诊断价值。Pearson相关性分析显示糖尿病病程、HbA1c均与外周血miR-4465和miR-6089呈负相关(P<0.05)。结论外周血miR-4465和miR-6089为DCM的危险因素,且与糖尿病病程和HbA1c呈负相关,可以作为诊断DCM的生物学标志物。

糖尿病心肌病与法尼醇X受体的研究进展

糖尿病心肌病(DCM)是糖尿病患者独立于其他主要心血管风险因素(如高血压和冠心病)而发展的心脏功能障碍,是其发生心力衰竭的相关原因。DCM发病机制复杂,包括改变糖脂代谢、胰岛素抵抗(IR)、氧化应激、炎症反应等。法尼醇X受体属于核受体超家族成员,胆汁酸是其内源性配体。研究表明法尼醇X受体特异性激动剂或拮抗剂在调节脂质和葡萄糖代谢、氧化应激和炎症中起着关键作用。本文对糖尿病心肌病与法尼醇X受体的研究进展进行综述。

O-GlcNAc修饰在糖尿病心肌病中的作用及机制研究进展

糖尿病是一种慢性代谢性紊乱疾病。据统计,我国2021年糖尿病患者数量已高达1.41亿[1]。糖尿病引发的心血管意外已成为患者死亡的主要原因,且死亡率明显高于非糖尿病患者[2]。糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy, DCM)是一种因长期高血糖引起的心脏结构和功能异常的疾病,与多种信号通路有关。

基于p38 MAPK/NF-κB信号通路探讨藏红花素对糖尿病心肌病大鼠的影响

目的基于p38丝裂原活化蛋白激酶/核因子-κB(p38 MAPK/NF-κB)信号通路探讨藏红花素对糖尿病心肌病(DCM)大鼠的影响。方法取45只Wistar大鼠,随机选择8只作为正常组,其余大鼠采用高糖高脂饮食12周并负荷一次性30 mg/kg链脲佐菌素的方法构建DCM模型。将32只造模成功的大鼠随机分为模型组、藏红花素组、藏红花素+p38 MAPK抑制剂组和藏红花素+p38 MAPK激动剂组,每组8只。藏红花素组给予50 mg/kg藏红花素腹腔注射,藏红花素+p38 MAPK抑制剂组给予50 mg/kg藏红花素和5 mg/kg SB203580腹腔注射,藏红花素+p38 MAPK激动剂组给予50 mg/kg藏红花素和2 mg/kg ANS腹腔注射,正常组和模型组给予等体积生理盐水腹腔注射,均1次/d。连续注射12周后,心脏超声检测大鼠心功能指标[左心室收缩末期压(LVESD)、左心室舒张末期压(LVEDD)、左心室短轴缩短率(LVFS)],ELISA法检测血清心肌酶[谷草转氨酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)]和炎症因子[白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-18(IL-18)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)]水平,苏木精-伊红、马森染色观察心肌组织病变和纤维化情况,RT-PCR法、免疫组织化学法检测心肌组织中p38 MAPK、NF-κB p65、转化生长因子-β1(TGF-β1)、I型胶原蛋白(Col-I)mRNA和蛋白表达情况。结果与模型组比较,藏红花素组、藏红花素+p38 MAPK抑制剂组大鼠LVESD、LVEDD及血清AST、LDH、CK-MB、IL-1β、IL-18、TNF-α水平均明显降低(P均<0.05),LVFS明显升高(P<0.05);心肌组织病变和纤维化情况均明显改善,心肌组织损伤评分和胶原容积分数均明显降低(P均<0.05);心肌组织中p38 MAPK、NF-κB p65、TGF-β1、Col-I mRNA相对表达量和蛋白表达积分吸光度均明显降低(P均<0.05)。与藏红花素组比较,SB203580可显著增强藏红花素对DCM大鼠心功能指标、心肌酶和炎症因子水平、心肌组织病变和纤维化情况、p38 MAPK/NF-κB信号通路相关因子mRNA和蛋白表达的调控作用,ANS则明显逆转藏红花素对DCM大鼠的上述作用。结论藏红花素可能通过抑制p38 MAPK/NF-κB信号通路减轻炎症反应和组织纤维化,从而对DCM大鼠起到保护作用。

糖尿病性心肌病患者血清PDK4,DECR1和MMP1表达水平及临床价值研究

目的探讨血清丙酮酸脱氢酶激酶同工酶4(pyruvate dehydrogenase kinase isoenzyme 4,PDK4),2,4-二烯酰辅酶A还原酶1(2,4-dienoyl coenzyme A reductase 1,DECR1)及基质金属蛋白酶1(matrix metalloproteinase 1,MMP1)的联合检测在糖尿病性心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)诊断、临床分级和病情预后中的应用价值。方法选取2021年10月~2023年10月陕西省人民医院收治的126例糖尿病性心肌病(DCM组)患者及120例单纯糖尿病非心肌病患者(对照组),采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清中PDK4,DECR1及MMP1蛋白表达水平,评估这三个检测指标在DCM中的诊断、临床分级和病情预后中的应用价值。结果DCM组患者血清PDK4(131.38±10.20 pg/ml),DECR1(152.06±12.57 pg/ml)及MMP1(40.27±4.02μg/ml)蛋白表达水平与对照组(82.69±8.17 pg/ml,86.14±9.55 pg/ml,17.77±0.98μg/ml)相比均明显升高,差异具有统计学意义(t=36.24,47.63,12.29,均P<0.001)。DCM组患者血清PDK4,DECR1及MMP1蛋白表达水平与NYHA心功能分级相关,随等级升高其蛋白表达水平均明显升高,差异具有统计学意义(F=24.12,30.04,12.66,均P<0.001);DCM组中重度组患者与轻度组患者比较,血清PDK4(164.92±1.35pg/ml vs 122.48±8.78pg/ml),DECR1(192.17±9.11pg/ml vs124.36±10.83pg/ml)及MMP1(84.44±7.38μg/ml vs 39.41±3.05μg/ml)蛋白表达水平均显著增高,差异具有统计学意义(t=26.33,47.12,15.41,均P<0.001)。血清PDK4,DECR1及MMP1三项联合检测DCM准确度(χ^(2)=18.23,21.37,22.07)、特异度(χ^(2)=9.72,13.43,15.12)、灵敏度(χ^(2)=12.07,16.07,17.55)与单项检测对比均明显升高,差异具有统计学意义(均P<0.05),且ROC曲线分析结果显示联合检测的AUC高达0.955,明显高于单项检测(Z=16.67,17.09,20.44,均P<0.05)。结论血清PDK4,DECR1及MMP1与DCM诊断、临床分级及病情预后有一定关联,三者联合检测有助于DCM的鉴别诊断。

lncRNA MEG3调控mTOR介导的自噬在糖尿病心肌病中的作用

目的探究lncRNA MEG3调控mTOR介导的自噬在糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)中的作用。方法构建C57BL/6 DCM小鼠模型,设置正常组和DCM组,心脏超声和Masson染色检测小鼠左心房功能结构变化。实时荧光定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)检测lncRNA MEG3在小鼠心肌组织中的表达水平,Western blot法检测p62、LC3-Ⅱ、Beclin1、p-mTOR、mTOR表达量。分离C57BL/6小鼠乳鼠心肌细胞,高糖诱导心肌细胞损伤。转染si-NC、si-MEG3后高糖处理,设置为正常组、高糖组、高糖+si-NC组、高糖+si-MEG3组,RT-qPCR检测lncRNA MEG3在心肌细胞的表达水平,Western blot法检测p62、LC3-Ⅱ、Beclin1、p-mTOR、mTOR、p-ERK、ERK表达量。CCK-8、LDH、ROS、GSH-Px试剂盒检测心肌细胞损伤。结果DCM小鼠心功能出现异常。与正常组比较,DCM组小鼠心肌细胞p62表达显著升高,LC3-Ⅱ和Beclin1表达显著降低,p-mTOR表达升高。细胞实验中,高糖诱导的心肌细胞比正常组p62表达显著升高,LC3-Ⅱ和Beclin1表达显著降低,p-mTOR和p-ERK表达升高;细胞活力和GSH-Px活性降低,LDH和ROS活性显著升高。下调lncRNA MEG3后,高糖+si-MEG3组逆转了高糖+si-NC组自噬相关蛋白以及细胞损伤指标的变化。结论下调lncRNA MEG3抑制了ERK/mTOR信号通路的激活,高糖诱导的心肌细胞自噬得以恢复,且糖尿病心肌损伤被缓解。

原儿茶醛对链脲佐菌素诱导小鼠糖尿病心肌病的改善作用

研究了原儿茶醛(Protocatechualdehyde,PCA)对糖尿病心肌病(Diabetic Cardiomyopathy,DCM)小鼠的心脏保护作用及其可能的分子机制。成功构建DCM小鼠模型后给予PCA干预治疗。记录小鼠心脏与体质量比值,测定心功能,检测心肌组织中促炎症因子、肌钙蛋白I、乳酸脱氢酶(Lactate Dehydrogenase,LDH)和肌酸激酶(Creatine Kinase,CK)的表达水平,并通过苏木精-伊红(Hematoxylin Eosin,HE)和马松染色观察了心肌组织的形态学变化。检测心肌组织和大鼠心肌细胞中核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(Nod Like Receptor Protein 3,NLRP3)等蛋白的表达,并评估了PCA对心肌细胞存活率的影响。结果显示,PCA干预DCM小鼠中心脏与体质量比值、射血分数和短轴缩短距分别增加为5.42 mg/g、54.91%和28.07%,血清中LDH、CK和肌钙蛋白I分别降低为538.51 U/L、885.93 U/L和221.87 pg/mL,同时降低了肿瘤坏死因子α,白细胞介素1β和白细胞介素6的水平(P<0.05)。同时,PCA也能有效抑制高糖引起的心肌细胞毒性和NLRP3炎症小体的激活。PCA具有保护DCM小鼠心肌的作用,抑制NLRP3炎症小体的激活可能是发挥心脏改善作用的途径。

利拉鲁肽对糖尿病心肌病大鼠心功能及心肌代谢异常的改善作用

[目的]研究利拉鲁肽对糖尿病心肌病(DCM)大鼠心肌代谢物及相关代谢通路的影响。[方法]3周龄SPF级雄性SD大鼠60只,随机抽取10只作为正常对照组,其余均采用腹腔注射链脲佐菌素联合高糖高脂饮食法建立DCM大鼠模型。DCM造模成功大鼠36只,随机分为DCM模型组(DCM组)、低剂量利拉鲁肽治疗组(LL组)、高剂量利拉鲁肽治疗组(HL组),每组各12只。LL组(100μg/kg)和HL组(200μg/kg)分别给予利拉鲁肽腹腔注射,每日一次,干预12周后,经超声心动图检测心功能后麻醉处死大鼠,并取心脏组织进行代谢组学检测,筛选并富集与利拉鲁肽改善DCM大鼠心肌代谢可能有关的差异代谢物及相关通路。[结果]超声结果显示,与正常对照组相比,DCM组左心室射血分数(LVEF)、左心室短轴缩短率(LVFS)显著降低,左心室舒张早期最大血流/二尖瓣心房收缩期最大血流比值(E/A)明显升高(P<0.05)。与DCM组相比,LL组和HL组大鼠LVEF、LVFS明显升高,E/A比值显著降低(P<0.05),提示LL组和HL组左心室收缩和舒张功能受损明显减轻。代谢组学检测共发现395种代谢物,其中DCM组与正常对照组、LL组与DCM组、HL组与DCM组各自富集出组间差异代谢物分别为239种、116种、187种,代谢通路分别为13条、6条、20条。以上三组共交集出关键差异代谢物29种,主要涉及3条代谢通路(P<0.05),包括胆碱代谢通路、咖啡因代谢通路以及缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成通路,其中胆碱代谢通路差异最为显著。[结论]利拉鲁肽可明显改善DCM大鼠心功能及心肌代谢异常,其中胆碱代谢通路可能在利拉鲁肽改善心肌代谢保护心脏功能过程中起到关键作用。

糖尿病心肌病治疗的潜在靶点-IGF-1

糖尿病性心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)是一种特异性心肌病,它是糖尿病相关发病率和死亡率的主要风险。DCM作为糖尿病的常见并发症,其特征是慢性低度炎症,高血糖和高胰岛素血症在DCM的潜在机制中起着不可或缺的作用,目前临床上尚无特殊治疗药物能有效改善与逆转其发生发展。胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)是生长激素(growth hormone,GH)作用的主要介质,是细胞生长、分化和凋亡的重要调节因子。IGF-1在结构上和功能上与胰岛素相关.

基于AGEs-RAGE信号通路探索从脾论治糖尿病心肌病的科学内涵

糖尿病是心血管疾病的独立危险因素,糖尿病患者(39%)相比于非糖尿病患者(23%)发生心力衰竭的风险明显增加^([1])。糖尿病心肌病是糖尿病常见的慢性并发症,早期表现为心肌纤维化及相关的舒张、收缩功能障碍,最终可导致心力衰竭发生,对患者生存质量及生命安全均产生许多不利影响^([1])。

复方玉液汤通过调控PI3K/Akt信号通路抑制糖尿病大鼠心肌细胞凋亡和炎症反应

目的运用网络药理学技术分析复方玉液汤防治糖尿病心肌病(DCM)的作用机制,并通过动物实验进行验证。方法利用TCMSP数据库检索复方玉液汤所含6种中药(黄芪、山药、知母、葛根、五味子、天花粉)中的化学成分,根据口服生物利用度(OB)和药物相似性(DL)筛选出活性化学成分以及与DCM相关的靶点;利用Drugbank、Gene Cards、OMIM和PharmGKb数据库获取与DCM相关靶点;STRING数据库对核心靶点进行PPI网络的构建和分析;Metascape进行核心靶点的GO和KEGG富集分析;利用Cytoscape3.9.1构建“中药-关键成分-核心靶点-关键通路”网络,并对核心靶点对接的关键成分进行分子对接。建立糖尿病心肌病Wistar大鼠动物模型,将大鼠分为正常组、模型组、玉液汤低剂量组(YYT-低组,0.29 g/kg)、玉液汤高剂量组(YYT-高组,1.15 g/kg),15只/组,药物剂量为生药含量。给药8周后观察各组大鼠的心脏组织病理切片,检测各组大鼠心脏电生理变化、血清中的LDH、CK、CK-MB含量变化以及心脏组织中PI3K、P-PI3K、Akt、P-AKT、BAX、IL-6、TNF-α蛋白的表达情况。结果筛选后得到复方玉液汤中61个活性化合物,1057个靶点;3682个DCM相关疾病靶点,共同靶点551个。根据筛选获得的核心靶点富集得到的核心通路发现,凋亡和炎症及相关PI3K/Akt信号通路可能是治疗DCM的关键信号通路;分子对接结果显示,金色酰胺醇酯、山柰酚等活性成分与AKT1和PIK3R1的结合活性较好。利用动物实验对筛选的靶点及通路进行验证,结果显示,与DCM模型组大鼠比较,复方玉液汤能改善模型大鼠心肌组织细胞紊乱及炎性浸润的病理特征,降低模型大鼠血清中LDH、CK、CK-MB水平及模型大鼠心脏组织中BAX、IL-6、TNF-α的蛋白含量并升高P-PI3K和P-AKT的蛋白含量(P<0.05)。结论复方玉液汤防治DCM是多成分、多靶点和多信号通路共同作用的结果。复方中主要活性成分金色酰胺醇酯、山柰酚等通过调控PI3K/Akt信号通路,抑制DCM发病过程中心肌细胞凋亡及炎症反应,发挥对DCM的保护作用。

糖尿病心肌病大鼠动物模型的构建及评价指标的建立

目的构建糖尿病心肌病大鼠动物模型并建立其评价指标。方法30只SPF级Wistar雄性大鼠按体重随机分为两组,正常组给予常规饲料喂养、模型组给予高糖高脂饲料喂养4周。模型组大鼠禁食12 h腹腔注射链脲佐菌素(STZ)25 mg/kg,尾尖取血检测随机血糖值≥16.7 mmol/L判定为2型糖尿病大鼠。实验期间每周记录一次大鼠的体重及血糖值,8周后计算心脏指数,检测各组大鼠的血脂四项指标以及心电图和标志性的心肌酶。Masson和HE染色观察大鼠心肌组织的纤维化程度和形态学变化,并计算心肌胶原容积分数。Western Blot检测大鼠心脏组织中Bax、Bcl-2、Caspase-3、TGF-β1、α-SMA、Collagen-Ⅰ、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)蛋白表达水平。结果相较于正常组,模型组大鼠血糖值在1~8周显著升高(P<0.05),体重从第3周起显著降低(P<0.05),心脏指数显著增大(P<0.05),心脏电生理指标表现为心率(HR)、QRS间期、ST段波幅和QT间期水平显著升高(P<0.05)。三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)和丙二醛(MDA)的含量显著升高(P<0.05),高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和超氧化物歧化酶(SOD)的含量显著降低(P<0.05)。HE染色结果显示模型组大鼠心肌组织中心肌细胞排列紊乱且间隙增大,并伴有炎性细胞浸润。Masson染色显示与正常组相比,模型组大鼠的心肌胶原容积分数显著增大(P<0.05),纤维化严重。模型组大鼠心肌组织中Bax、Caspase-3、TGF-β1、α-SMA、Collagen-Ⅰ、TNF-α、IL-6蛋白的表达水平显著升高(P<0.05),Bcl-2蛋白水平显著降低(P<0.05)。结论高糖高脂饲料喂养4周后,大鼠腹腔注射小剂量STZ 25 mg/kg,继续喂养8周后的Wistar大鼠在一定程度上已出现了类似于人的糖尿病心肌病的临床表现,此法可用于构建糖尿病心肌病动物模型,上述检测指标可用于糖尿病心肌病大鼠模型的评价。

基于NF-κB通路探讨中医药治疗糖尿病心肌病研究进展

核转录因子-κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)是调控基因转录的重要因子,参与炎症反应及心肌纤维化等多种疾病的病理过程,中医药激活NF-κB通路且通过控制不同基因参与氧化应激、炎症、内皮功能障碍和细胞凋亡等过程而调控糖尿病心肌病。目前,靶向作用于NF-κB信号通路传导途径治疗糖尿病心肌病的中药单体、中成药、中药复方的相关研究存在以下问题:(1)相关研究多针对中药提取物,单味中药、复方及中药制剂的作用研究较少;(2)这些研究一般只针对NF-κB这一个通路,并未就通路间相互复杂联系进行交叉研究,明确各通路之间相互作用是阐明中药作用机制的重点;(3)大部分研究以体外细胞实验和动物实验为主,缺乏临床研究来进一步验证和支持。今后,应逐步拓宽研究对象范围,不仅包含中药单体,还应涉及单味中药、中药复方及中药制剂,也应涵盖多种剂型,突出中药区别于西药的特色;同时也要注重信号通路之间的关联,明确中药作用于疾病的完整作用机制;还应着重于从分子学、细胞学、生物学等多角度多学科对这一通路的调控作用进行更深入的实验和临床研究。

基于生物信息学分析糖尿病心肌病潜在生物标志物

目的:基于生物信息学分析糖尿病心肌病的潜在生物标志物。方法:糖尿病组及对照组小鼠心肌组织表达谱从基因表达数据库(gene expression omnibus,GEO)下载。应用基因本体(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析差异表达基因的功能和通路。通过基因/蛋白质相互作用检索工具(search tool for the retrieval of interacting genes/proteins,STRING)和Cytoscape软件用于构建蛋白质-蛋白质相互作用网络并筛选关键差异表达基因,通过人类蛋白质谱(human protein atlas,HPA)数据库筛选差异表达且在血液中可通过免疫法检测的细胞外蛋白基因。结果:共筛选出857个差异表达基因,主要富集的细胞过程为小鸟苷三磷酸(guanosine triphosphate,GTP)酶介导的信号调节、大鼠肉瘤蛋白(Rat Sarcoma,Ras)信号调节、蛋白质乙酰化。最终筛选出7个差异表达基因:CXC趋化因子配体10(CXC chemokine ligand 10,Cxcl10)、间质表皮转化因子(mesenchymal to epithelial transition factor,Met)、巨噬细胞集落刺激因子受体(feline mcDonough sarcoma receptor,Fms)样酪氨酸激酶1(FMS-like tyrosine kinase 1,Flt1)、促红细胞生成素(erythropoietin,Epo)、白细胞介素15(interleukin-15,Il15)、转铁蛋白受体(transferrin receptor,Tfrc)、β2微球蛋白(beta-2 Microglobulin,B2m),编码可在血液中通过免疫法检测的细胞外蛋白。结论:Cxcl10、Met、Flt1、Epo、Il15、Tfrc、B2m或许可作为糖尿病心肌病筛查的潜在的生物标志物。

利拉鲁肽防治糖尿病心肌病的研究进展

糖尿病心肌病(DCM)的发病率逐年升高,受到人们的高度关注。利拉鲁肽是一种降糖药,还具有保护心肌的作用。基于此,本文从DCM发病机制的角度出发,以利拉鲁肽对DCM的治疗作用为中心进行论述,为相关领域研究人员提供利拉鲁肽治疗DCM的最新进展。

滋膵通脉饮对糖尿病心肌病大鼠心肌微血管损伤的影响

目的:探讨滋膵通脉饮对糖尿病心肌病大鼠心肌微血管损伤的影响及其作用机制。方法:将51只SD雄性大鼠随机分为空白对照组(9只)和造模组(42只)。造模组大鼠采用长期高糖高脂喂养联合腹腔注射链脲佐菌素(STZ,35 mg/kg)方法建立糖尿病心肌病大鼠模型,将成模大鼠随机分为模型组、滋膵通脉饮高剂量组、滋膵通脉饮低剂量组、特异性βⅡ-蛋白激酶C(PKC-βⅡ)抑制剂[Ruboxistaurin(LY333531)HCl,Rx抑制剂]组,每组9只。滋膵通脉饮高、低剂量组大鼠分别予相应剂量[60.84、15.21 g/(kg·d)]滋膵通脉饮灌胃,Rx抑制剂组大鼠予PKC-βⅡ抑制剂混悬液灌胃[1.00 mg/(kg·d)]。空白对照组和模型组大鼠均予蒸馏水灌胃[10 mL/(kg·d)]。2次/d,连续给药4周。给药结束后测量体质量、空腹血糖及糖化血清蛋白;采用蛋白质印迹(Western blotting)法检测心肌组织PKC-βⅡ、血管内皮生长因子(VEGF)、血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)及血管内皮细胞钙粘连蛋白(VE-cadherin)表达;定量逆转录PCR(RT-qPCR)检测心肌组织PKC-βⅡmRNA、VE-cadherin m RNA、VEGF mRNA、VEGFR2 mRNA表达;透射电镜观察心肌微血管的超微结构。结果:模型组大鼠空腹血糖、糖化血清蛋白、心肌组织PKC-βⅡ、VEGF蛋白相对表达量及心肌组织PKC-βⅡmRNA、VEGF mRNA相对表达量均高于空白对照组(P<0.01),体质量、心肌组织VE-cadherin、VEGFR2蛋白相对表达量及心肌组织VE-cadherin mRNA、VEGFR2mRNA相对表达量均低于空白对照组(P<0.01)。滋膵通脉饮高、低剂量组大鼠空腹血糖、糖化血清蛋白均低于模型组(P<0.05或P<0.01),体质量均高于模型组(P<0.01);Rx抑制剂组大鼠空腹血糖、糖化血清蛋白、体质量与模型组比较,差异无统计学意义(P>0.05);滋膵通脉饮低剂量组、Rx抑制剂组大鼠心肌组织PKC-βⅡ、VEGF蛋白相对表达量及心肌组织PKC-βⅡmRNA、VEGF mRNA相对表达量均低于模型组(P<0.01),VE-cadherin、VEGFR2蛋白相对表达量及VE-cadherin mRNA、VEGFR2 mRNA相对表达量均高于模型组(P<0.01);滋膵通脉饮高剂量组大鼠心肌组织VE-cadherin、VEGFR2蛋白相对表达量及VE-cadherin mRNA、VEGFR2 m RNA相对表达量高于模型组(P<0.05或P<0.01),心肌组织PKC-βⅡmRNA、VEGF mRNA相对表达量低于模型组(P<0.01)。透射电镜显示空白对照组大鼠微血管管腔圆滑规整,内皮细胞附着在基底膜内,基底膜均匀连续,胞间紧密连接完整;模型组大鼠心肌微血管损伤明显,基底膜及胞间连接断裂,细胞间隙增宽,管腔通透性增加;Rx抑制剂组、滋膵通脉饮高剂量组、滋膵通脉饮低剂量组大鼠微血管损伤均有不同程度改善,基底膜及胞间连接断裂改善或消失,细胞间隙轻微增宽或不明显。结论:滋膵通脉饮可抑制糖尿病心肌病大鼠PKC-βⅡ激活,影响VEGF的表达,从而调节心肌微血管细胞间正常连接,改善心肌微血管损伤。这可能是其治疗糖尿病心肌病的机制之一。

HSF1/AMPK信号通路在铁死亡参与糖尿病心肌病发病的机制研究

目的:探讨热休克因子1(heat shock factor 1,HSF1)/5′-单磷酸腺苷活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)信号通路调控铁死亡对糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)发病的影响。方法:本研究为实验研究,采用空白对照与多组实验对照。H9c2细胞随机分为4组:低葡萄糖组(control,Con)、高葡萄糖组(high glucose,HG)、HG+HSF1组、HG+HSF1+化合物C(compound C,CC)组。分别对细胞进行罗丹明胶质蛋白染色、细胞线粒体(reactive oxygen species,ROS)检测和细胞脂质ROS检测,并通过Western blot分析AMPK信号表达。雄性C57/BL6小鼠随机分为4组:NC组、NC+HSF1组、DM组和DM+HSF1组,每组12只。通过超声心动图评估了小鼠心血管功能参数。结果:与Con组相比,HG组HSF1、pAMPK/AMPK水平明显下调(P=0.005、0.002),和相对细胞表面积、线粒体Fe2+水平、线粒体ROS水平、细胞脂质ROS水平明显增加(P=0.001、0.003、0.006、0.002)。与HG组相比,HG+HSF1组明显逆转了这些变化(P=0.001、0.001、0.002、0.006、0.007、0.003),但加入CC时HSF1的逆转作用明显减弱(P<0.05)。与NC组相比,DM组EF%、FS%、E/A、E′/A′和心脏组织中HSF1、pAMPK/AMPK表达明显降低(均P<0.01),和心脏组织中Fe2+、ROS、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)水平和4-羟基壬烯酸(4-Hydroxynonenal,4-HNE)蛋白水平明显增加(P=0.004、0.003、0.001、0.004),DM+HSF1组明显逆转了这些变化。结论:HSF1在DCM病理过程中发挥心脏保护作用,其抗铁死亡作用可能与AMPK依赖性的脂质代谢和线粒体稳态调节有关。