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摘要背景：糖尿病心肌病（Diabeticcardiomyopathy，DCM）是糖尿病（Diabetesmellitus,DM）非常重要的心血管并发症，对于DCM的基本定义是无其它心血管疾病的心功能异常，主要表现为心肌肥厚、耗氧量增加、代谢应激升高、心脏结构紊乱和心功能显著降低。DCM可以导致DM疾病进展和发生心衰，进而显著影响长期预后，因此在DCM患者中，由于发生心血管相关并发症而死亡的比例显著增高。2型糖尿病（Type2diabetesmellitus，T2DM）在DM患者中居多，通常与肥胖体型和高脂饮食有关。由T2DM持续高血糖和高血脂并发症引起的心脏形态、功能和代谢变化是研究DCM的基础。目前DCM还缺乏针对性且效果良好的治疗方法，只有对于DM高血糖情况和出现心衰等的对症治疗。二甲双胍是治疗T2DM的一线药物，临床观察和实验室研究提示二甲双胍可能对心脏具有保护作用。Caveolin-3（CAV3）是肌肉特异性微囊蛋白，主要选择性地表达于骨骼肌、心肌和平滑肌细胞，是微囊蛋白形成膜结构域所必须的主要结构蛋白。肌细胞膜CAV3可能调节胰岛素受体介导的糖脂代谢信号通路，包括葡萄糖和脂肪酸的几种转运蛋白，以及eNOS、G蛋白、肾上腺素能受体、蛋白激酶C单体、Src家族蛋白激酶、肌营养不良素-糖蛋白复合体、Na+/Ca2+交换子等，发挥重要的生理功能。<br>　　目的：我们前期研究发现，1型糖尿病（Type1diabetesmellitus，T1DM）大鼠心肌组织中CAV3的表达量呈现逐渐升高然后降低的趋势。在T1DM和T2DM大鼠DCM中期阶段CAV3在心肌组织含量开始降低时，正是心功能开始下降时，此时通过心肌定向转基因补充CAV3，观察到DCM大鼠在转基因2周后心肌结构和心功能得到改善（射血分数和缩短分数轻度升高），没有改变高血糖和高血脂。由于前期观察时间较短、样本量不足，导致DCM心肌尚未恢复到正常，本次我们延长观察时间至转基因后4个月，验证在T2DM大鼠DCM中期进行转基因使心肌CAV3表达量升高是否可以明显改善大鼠心肌结构和心功能。此外，还观察了口服降糖药二甲双胍的联合治疗效果。<br>　　方法：通过高糖联合高脂饮食（HG+HL）结合STZ（30mg/kg）建立T2DM大鼠模型。在造模成功后第14周通过超声心动图检测大鼠心功能变化，当出现心功能降低、室间隔增厚时判断大鼠进入DCM中期阶段。检测大鼠心肌CAV3表达量，如果表达量如期下降，则进行转基因治疗。将大鼠分为以下5组进行下一步实验：①正常对照组（Control组）；②T2DM未治疗组（T2DM组）；③T2DM转基因空载体组（T2DM+GFP组）；④T2DM转基因CAV3组（T2DM+CAV3组）；⑤T2DM转基因CAV3联合口服二甲双胍组（T2DM+CAV3+二甲双胍组）。T2DM+CAV3组进行心肌定向转基因治疗，T2DM+CAV3+二甲双胍组进行心肌定向转基因联合口服二甲双胍（0.02g/100gBW/天）治疗。在转基因后4个月（第17周）观察大鼠心功能和心脏结构的改变情况，以及通过空腹血糖（FBG）、甘油三酯（TG）、总胆固醇（T-CHO）判断大鼠糖脂代谢状态。<br>　　结果：1.建立大鼠T2DM模型后72小时检测FBG≥11.1mmol/L，且维持3周不变。同正常大鼠相比，模型组大鼠出现摄食、进水及尿量增多。<br>　　2.大鼠T2DM在造模成功后14周时，与正常大鼠相比，心体比明显增加，心脏外观增大，呼吸频率增快，B超检查射血分数（EF）、缩短分数(FS)、心率（HR）等心功能指标明显降低，左心室室间隔厚度（IVSD）增加，血NT-proBNP升高，判断T2DM大鼠进入DCM中期阶段。CAV3表达水平降低，在此时转基因使CAV3表达量增加。<br>　　3.进行转基因后17周，与T2DM未转基因组大鼠相比，转基因组大鼠通过WB及免疫组化检测到心肌CAV3含量明显增多（但尚未补充到正常心肌水平），心脏外观缩小，大鼠心体比下降，呼吸频率减慢，心肌组织切片HE染色显示心肌病理结构好转。B超检测心功能明显改善，血中NT-proBNP下降。以上结构和功能检测结果说明DCM心肌恢复到正常大鼠水平。大鼠血脂降低，血糖无明显改变。<br>　　4.进行转基因联合二甲双胍治疗后，DCM大鼠FBG水平下降，TG和T-CHO水平进一步降低。但是，与单纯转基因组大鼠相比，联合用药未能进一步加强心肌结构和心功能的改善效果。<br>　　结论：在T2DM大鼠DCM中期，进行心肌CAV3转基因治疗，可以有效改善DCM大鼠心肌结构和心功能，降低血脂。CAV3转基因联合二甲双胍治疗虽然对心脏的保护作用未见增强，但是可降低大鼠的血糖和血脂。