配體-RAGE通路與糖尿病加重心力衰竭機制的研究.pdf

1、研究背景
　　 糖尿病(Diabetes Mellitus,DM)是慢性心力衰竭(Chronic HeartFailure,CHF)發(fā)生、發(fā)展的重要危險因素。諸多體內(nèi)、體外及臨床研究證實,晚期糖基化終產(chǎn)物(Advanced Glycated End Products,AGEs)及其受體(Receptor for AGE,RAGE)間相互作用在糖尿病心血管并發(fā)癥中發(fā)揮關(guān)鍵作用。除AGEs外,RAGE還可通過其他配體--高遷移率蛋白

2、(High-Mobility Group Box-1,HMGB1)和S100A蛋白參與心功能不全的病理生理過程。然而,至今有關(guān)這些因子加重糖尿病心力衰竭(心衰)機制的報道仍甚少。
　　 本研究目的是:探討HMGB1和S100A參與的配體-RAGE通路加重糖尿病心衰的潛在機制。(1)評價糖尿病和非糖尿病患者,其血清HMGB1和RAGE異構(gòu)體水平與CHF的聯(lián)系:(2)構(gòu)建糖尿病合并心肌梗死(Myocardial Infarction

3、,MI)后心衰大鼠模型,驗證組織水平HMGB1-RAGE和S100A-RAGE軸在糖尿病心衰發(fā)生、發(fā)展中的作用；(3)應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)研究糖尿病與非糖尿病心梗大鼠心肌的差異性蛋白圖譜,以發(fā)現(xiàn)糖尿病加重心衰新的相關(guān)蛋白。
　　 方法：
　　 1.測定129例糖尿病和227例無糖尿病CHF患者的血清HMGB1、RAGE異構(gòu)體[包括截斷性RAGE(cRAGE)和內(nèi)源性分泌型RAGE(esRAGE)]、高敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP

4、)和N-端腦鈉素前體(NT-proBNP)水平,同時評價超聲心動圖左室容積和收縮功能。以79例單純糖尿病(無心血管并發(fā)癥)和220例體格檢查正常者分別作糖尿病對照組和正常對照組。
　　 2.120只雄性、8周齡SD大鼠,隨機分為四組:糖尿病+心肌梗死(DM+MI)組；非糖尿病+心肌梗死(non-DM+MI)組；糖尿病+假手術(shù)(DM+Sham)組和非糖尿病+假手術(shù)(non-DM+Sham)組(每組30只)。糖尿病由腹腔內(nèi)注射鏈脲菌

5、素(STZ)誘導(dǎo)；非糖尿病組接受無菌注射用水。4周后開胸行冠狀動脈前降支結(jié)扎術(shù),構(gòu)建MI模型,Sham組僅在心肌穿線不結(jié)扎。常規(guī)飼養(yǎng)8周后行超聲心動圖檢查,并處死動物后留取血清和心肌標(biāo)本(組織病理和冰凍)。
　　 3.通過2-維蛋白質(zhì)組學(xué)比較DM+MI組和non-DM+MI組大鼠心肌組織蛋白質(zhì)表達(dá)譜,測定兩組間的差異蛋白,進(jìn)行質(zhì)譜掃描,輔以鑒定蛋白的RT-PCR和Western Blot驗證試驗。
　　 結(jié)果：
　

6、　 1.糖尿病CHF患者:與非CHF患者相比,CHF患者中血清HMGB1、cRAGE、hs-CRP和NT-proBNP升高,esRAGE降低(均P<0.01)；伴糖尿病合并CHF時,血清hs-CRP和cRAGE顯著高于不伴糖尿病CHF者。CHF時,不管有無糖尿病,血清HMGB1與左室容積和NT-proBNP水平正相關(guān),與射血分?jǐn)?shù)(LVEF)負(fù)相關(guān)(均P<0.05)。但血清cRAGE與NT-proBNP水平和NYHA功能分級正相關(guān)(均P

7、<0.001)。多因素回歸分析顯示,血清HMGB1、cRAGE和esRAGE水平均與伴和不伴糖尿病患者CHF的發(fā)生危險有關(guān)。
　　 2.動物模型:與非糖尿病大鼠相比,糖尿病大鼠發(fā)生MI后,生存率顯著降低,較早發(fā)生心衰和左室收縮功能嚴(yán)重惡化(LVEF和FS降低),以及心肌纖維化加劇(膠原容積分?jǐn)?shù)和TGE-β1表達(dá)增加)；這些變化伴隨血清HMGB1、sRAGE、NT-proBNP、Glycated Albumin和TNF-α增高(均

8、P<0.05)。
　　 心肌組織中,RAGE及其配體HMGB1和S100A4的mRNA和蛋白水平表達(dá)均顯著增加,且與血清sRAGE和HMGB1水平以及心肌纖維化相關(guān)蛋白的表達(dá)相平行,但S100A1呈相反趨勢的表達(dá)下調(diào)。此外,糖尿病大鼠心梗后心肌組織中配體-RAGE軸的表達(dá)還與eNOS及金屬蛋白酶解聚素(ADAM10)的表達(dá)相一致。
　　 3.蛋白質(zhì)組學(xué):采用硝酸銀染色和二維熒光差異凝膠電泳初步分析發(fā)現(xiàn),與non-DM+M

9、I組大鼠相比,DM+MI組大鼠心肌組織中20個蛋白質(zhì)點上調(diào)、19個蛋白質(zhì)點下調(diào)。
　　 結(jié)論：
　　 1.伴和不伴糖尿病的CHF患者其血清HMGB1和cRAGE水平增高、esRAGE水平降低,且這些變化與心衰嚴(yán)重程度有關(guān)。
　　 2.HMGB1-RAGE和S100A4-RAGE上調(diào)及S100A1-RAGE下調(diào)可能參與糖尿病心梗后心衰的發(fā)生和發(fā)展,并可能部分受ADAM10對RAGE的酶性剪切效應(yīng)的調(diào)控。