氧化應(yīng)激介導(dǎo)糖尿病大鼠心肌纖維化的機制研究.pdf

1、目的：心肌纖維化是糖尿病心肌病的重要特征。研究證實，氧化應(yīng)激參與糖尿病心肌纖維化的發(fā)生與發(fā)展，但確切機制尚未闡明。本實驗探討氧化應(yīng)激對糖尿病大鼠心臟纖維化的影響，并從膠原代謝的合成和降解的兩方面，探討氧化應(yīng)激介導(dǎo)糖尿病心肌纖維化的機制。觀察α-硫辛酸（α-LA）對糖尿病心肌纖維化的保護作用。 方法： 1．Wistar大鼠一次性尾靜脈注射鏈脲佐菌素（STZ，45mg/kg體重）制備糖尿病模型； 2．將實驗動物分為3

2、組，分別為正常對照組（control組）、糖尿病組（STZ組）、糖尿病α-LA干預(yù)組（STZ+LA組）。STZ+LA組即糖尿病大鼠模型成功后每天腹腔注射α-LA（100mg/kg體重）； 3．糖尿病大鼠模型成功后12周，測定血糖、心臟重量和體重，計算心系數(shù)；心導(dǎo)管技術(shù)測定心功能指標(biāo)LVESP、LVEDP、dp/dtmax和dp/dtmin： 4．硫代巴比妥酸反應(yīng)底物（TBARS）法測定左室心肌組織的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛（

3、MDA）含量； 5．天狼星紅染色并偏振光顯微鏡下觀察并測量左室心肌組織的總膠原、Ⅰ型膠原和Ⅲ型膠原含量； 6．免疫組化法觀察各組大鼠左室心肌組織α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA）的表達； 7．利用半定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（SQ-RT-PCR）測定左室心肌組織procollagenα2（Ⅰ）、procollagenα1（Ⅲ）、MMP-2、MMP-9、TIMP-2和TGFβ1 mRNA表達水平； 8．Weste

4、rn印跡法測定左室心肌組織的TGFβ1和α-SMA表達； 9．明膠酶譜法測定左室心肌組織的MMP-2和MMP-9活性變化。 結(jié)果： 1．STZ制備糖尿病大鼠模型成功率為80％； 2．一般情況的比較：STZ組和STZ+LA組大鼠的血糖明顯高于control組，而體重明顯低于control組。STZ組和STZ+LA組血糖、體重?zé)o差別，兩組心系數(shù)分別為control組的1．17和1．74倍，STZ+LA組心系數(shù)

5、較STZ組降低6％（P<0．01）； 3．心功能指標(biāo)：STZ組與Control組比較，dp/dtmax、dp/dtmin、LVESP均下降，LVEDP升高（P<0．01）；STZ+LA組與Control組比較，dp/dtmin和LVESP下降，LVEDP升高（P<0．05），與DM組比較，dp/dtmax、dp/dtmin和LVESP分別升高21％、38％和13％，LVEDP降低49％（P<0．01）。提示α-LA改善糖尿病所致

6、的舒張功能和收縮功能的受損。 4．氧化應(yīng)激指標(biāo)：STZ組和STZ+LA組左室心肌組織MDA含量分別為Control組的1．48倍（P<0．05）和1．14倍（P<0．05），STZ+LA組較STZ組降低23％（P<0．01）； 5．天狼星紅偏振光法顯示，STZ組總膠原、Ⅰ型和Ⅲ型膠原含量分別為Control組的1．67、1．38和1．80倍（均P<0．05）。STZ+LA組分別為Control組的1．52、1．32和1．

7、70倍（均P<0．05），較STZ組分別降低5％、6％和8％（均P<0．05）；心肌總膠原含量與MDA含量呈正相關(guān)（r=0．967，P=0．000）。提示α-LA通過抑制氧化應(yīng)激程度，減輕糖尿病所致的心肌間質(zhì)膠原過度沉積。 6．TGFβ1的表達：STZ組和STZ+LA組TGFβ1mRNA分別為Control組的1．97倍和1．52倍（均P<0．05），TGFβ1蛋白水平分別為Control組的2．28和1．85倍（均P<0．05

8、）。STZ+LA組TGFβ1mRNA和蛋白水平分別較STZ組的降低23％和19％（分別P<0．05，P<0．01）。提示α-LA顯著改善糖尿病所致的心肌TGFβ1增加； 7．α-SMA的表達：免疫組化顯示糖尿病心肌存在成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。Western blot示STZ組和STZ+LA組α-SMA水平為Control組的1．26倍和1．09倍（均P<0．01），STZ+LA組較STZ組降低13％（P<0．05）。提示

9、α-LA改善糖尿病所致的心臟成纖維細(xì)胞（fibroblast）向肌成纖維細(xì)胞（myofibroblast）的轉(zhuǎn)化； 8．Procollagenα2（Ⅰ）和procollagenα1（Ⅲ）mRNA的表達：STZ組procollagenα2（Ⅰ）和procollagenα1（Ⅲ）mRNA分別為Control組的1．66倍和1．73倍（均P<0．05）。STZ+LA組兩者分別為Control組的1．17倍和1．27倍（均P<0．05）

10、，較STZ組分別降低29％和27％（P<0．05）。 9． MMP-2和MMP-9的mRNA表達和活性：STZ組和STZ+LA組MMP-2 mRNA分別為Control組的48％和60％（均P<0．05），STZ+LA組較STZ組升高26％（P<0．05）。STZ組MMP-2活性顯著降低，酶原形式的MMP-2為Control組的80％（P<0．05），活化的MMP-2未測出。STZ+LA組酶原和活化的MMP-2分別為Contro

11、l組的92％和50％（均P<0．05），酶原形式的MMP-2較STZ組升高20％。提示α-LA顯著改善糖尿病所致的心肌MMP-2合成減少和活性降低。MMP-9mRNA STZ組升高，為Control組1．17倍（P<0．05）；STZ+LA組較STZ組降低12％（P<0．05），與Control組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。各組MMP-9活性比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。 10．TIMP-2 mRNA表達：STZ組和STZ+LA組TIMP-

12、2 mRNA分別為Control組的2．14和1．27倍（均P<0．05）。STZ+LA組較STZ組降低41％（P<0．01）； 結(jié)論：糖尿病狀態(tài)下，心肌膠原代謝失衡。氧化應(yīng)激通過增加TGFβ1的表達、促進心臟的fibroblast向myofibroblast轉(zhuǎn)化而加強膠原合成，通過減少MMP-2的表達及活性、增加TIMP-2 mRNA表達而抑制膠原降解，從而促進糖尿病心肌纖維化的發(fā)展。抗氧化劑α-硫辛酸治療可從以上兩方面有效改