硫化氫可通過下調內質網應激改善糖尿病大鼠的心肌纖維化.pdf

1、研究背景及目的：
　　有研究表明，內質網（Endoplasmic reticulum，ER)應激可以通過多種途徑誘導細胞凋亡，從而參與糖尿?。―iabetes mellitus，DM)心肌纖維化，因此，ER應激可能與糖尿病心肌?。―iabetic cardiomyopathy，DC)發(fā)生發(fā)展過程有關，最終影響心臟功能。然而，目前沒有特殊的藥物來預防和治療DC。硫化氫（Hydrogen sulfide，H2S)是第3種氣體信號分子，

2、有多種生理和生物學作用，其中包括抗ER應激。之前有研究證明，H2S可以抑制DM大鼠心肌纖維化。但是，H2S抑制心肌纖維化的機制尚不明確。本研究旨在建立DM模型，探討ER應激是否參與DM心肌纖維化，而H2S是否可通過下調ER應激，減少心肌細胞凋亡，從而改善DM大鼠心臟重構。
　　方法：
　　成年雄性 SD（Sprague-Dawley，SD)大鼠，隨機分為5組：對照組（Control)；DM模型組（STZ)；低濃度保護組（C1

3、)；高濃度保護組（C2)；H2S對照組（H2S)。然后對 STZ組、C1組和C2組大鼠腹腔注射（Intraperitoneal injection，ip)鏈脲佐菌素（Streptozotocin，STZ)(40 mg/kg)建立DM模型。STZ注射后的72 h，尾靜脈采血測空腹血糖，高于16.7 mmol/L，認為DM模型成功建立。對C1組(30μmol/kg)、C2組(100μmol/kg)和H2S組(100μmol/kg)使用相應濃

4、度硫氫化鈉（Sodium hydrosulfide,NaHS)溶液腹腔注射作為H2S供體。實驗8周后取大鼠心臟組織，用免疫組化染色法檢測I、III型膠原纖維；馬森（Masson)染色檢測心肌膠原纖維；堿水解法檢測羥脯氨酸表達水平；用蘇木精伊紅（Hematoxylin-eosin，HE)染色觀察心肌病理變化；Western blotting法檢測各組心肌組織ER應激相關蛋白糖調節(jié)蛋白78（Glucose regulated protein

5、78，GRP78)、C/EBP同源蛋白（C/EBP homologous protein，CHOP)、Caspase-12，H2S生成酶胱硫醚-γ-裂解酶（Cystathionine-gamma-lyase，CSE)、巰基丙酮酸轉硫酶（Mercaptopyruvate sulfurtransferase，MPST)以及凋亡相關蛋白 Cleaved Caspase-3的表達；透射電鏡觀察ER及心肌纖維形態(tài)。
　　結果：
　　1

6、.成功建立DM大鼠模型。STZ注射72 h后檢測血糖，結果顯示血糖明顯升高，且每只大鼠血糖均高于16.7 mmol/L。
　　2. H2S對DM大鼠BW、HW、HW/BW的影響。實驗結束后DM大鼠BW和HW明顯輕于對照組，HW/BW值明顯高于對照組，提示DM大鼠心臟可能出現(xiàn)肥大，而H2S對DM大鼠BW，HW及HW/BW并無影響。
　　3.H2S可改善 DM大鼠心肌纖維化。免疫組化結果顯示：DM大鼠心臟組織中I型和III型膠原

7、纖維表達較對照組明顯上升，且膠原纖維排列紊亂；而 H2S干預的DM大鼠心臟組織中 I型和III型膠原纖維表達明顯下降。Masson染色結果顯示：DM大鼠心臟組織中心肌膠原纖維沉積較對照組明顯增加，而H2S明顯減少 DM大鼠心肌膠原纖維沉積面積；堿水解法結果顯示：脯氨酸在DM大鼠心臟組織中的表達明顯高于對照組。而H2S減少了DM大鼠心臟組織中羥脯氨酸的表達。HE染色結果顯示：DM大鼠心臟膠原排列紊亂，心肌纖維間隙增寬，而H2S可以改善DM

8、大鼠心肌病理變化。透射電鏡結果顯示：DM大鼠心肌纖維出現(xiàn)水腫、排列紊亂、灶性溶解壞死；而 H2S可以減輕心肌纖維水腫，減少心肌纖維壞死。
　　4. H2S可上調DM大鼠H2S生成酶的表達。Western blotting法檢測結果顯示：DM大鼠心臟組織中H2S生成酶CSE及MPST的表達明顯下降，而H2S可上調DM大鼠CSE及MPST的表達。
　　5. H2S可下調STZ誘導的DM大鼠心肌ER應激。Western blott

9、ing法檢測結果顯示：與對照組相比，DM大鼠心臟組織中 GRP78，CHOP和Caspase-12的表達明顯升高，而H2S明顯抑制了DM大鼠心臟組織中GRP78，CHOP和Caspase-12的表達。透射電鏡結果顯示：DM大鼠心肌ER出現(xiàn)不同程度的水腫；而H2S可以改善ER水腫。
　　6. H2S可減輕STZ誘導的DM大鼠心肌細胞凋亡。Western blotting法檢測結果顯示：DM大鼠心臟組織中Cleaved Caspase