摘要目的:糖尿病性心肌病(Diabeticcardiomyopathy,DCM)是长期糖尿病引起的特异性心肌病变,是临床常见的一种糖尿病并发症,对该疾病缺乏特异性治疗。环状磷酸鸟苷-磷酸腺苷合酶(Cyclicguanosinemonophosphate-adenosinemonophosphatesynthase,cGAS)-干扰素基因刺激物(Stimulatorofinterferongenes,STING)信号通路已被证明参与心血管疾病的发展过程。然而,其对DCM的病变进程是否有调控作用及其作用机制尚未阐明。本研究旨在探究cGAS-STING信号通路在DCM病变过程中对核苷酸结合寡聚结构域样受体(Nucleotide-bindingoligomerizationdomain-likereceptor3,NLRP3)炎性体介导的心肌细胞焦亡的调控作用。<br> 方法:在离体实验,通过棕榈酸(Palmiticacid,PA)刺激心肌细胞模拟心脏脂毒性,并给予DNA耗竭剂溴化乙锭(EthidiumBromide,EtBr)处理,或者向心肌细胞转染小干扰RNA(smallinterferingRNA,siRNA)沉默cGAS或STING的表达以抑制cGAS-STING信号通路的激活。并通过流式细胞术、细胞免疫荧光、免疫印迹(Westernblot)、实时定量链式聚合酶反应(Quantitativereal-timepolymerasechainreaction,qRT-PCR)、碘化丙锭(Propidiumiodide,PI)染色和乳酸脱氢酶(Lactatedehydrogenase,LDH)释放检测等方法探究心肌细胞中cGAS-STING信号通路的调控作用及分子机制。<br> 在体实验,采用C57BL/6小鼠尾静脉注射腺相关病毒9(Adeno-associatedvirus,AAV-9)以特异性敲减心脏sting1基因的表达,同时给予高脂饲料喂养。4周后,连续五天向小鼠腹腔内注射链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ),并给予高脂饮食喂养以建立糖尿病心肌病小鼠模型。通过超声心动图、免疫组织化学分析、麦胚凝集素(Wheatgermagglutinin,WGA)染色和蛋白质印迹分析探究cGAS-STING信号通路在心肌肥大和心功能障碍中的调控作用。<br> 结果:在本研究中,我们发现PA诱导的脂毒性可破坏线粒体稳态,导致线粒体活性氧(Mitochondrialreactiveoxygenspecies,mtROS)过度积累,进而引发线粒体DNA(MitochondrialDNA,mtDNA)氧化损伤并释放到细胞质中,促使cGAS-STING信号通路活化并介导心肌细胞焦亡,从而加重糖尿病心肌病中的心肌肥大。与此同时,我们发现cGAS-STING信号通路在糖尿病心脏中激活可诱导NLRP3炎性小体活化并促进细胞炎症因子释放入血。此外,应用AAV-9腺相关病毒敲减糖尿病小鼠心脏中的sting1基因可明显减轻心肌细胞焦亡和炎症反应,从而抑制糖尿病引起的心肌肥大并改善心脏功能。<br> 结论:我们的研究表明,由游离脂肪酸诱导的线粒体氧化损伤和mtDNA泄露引起的cGAS-STING通路的激活以NLRP3炎症小体依赖的方式促进心肌细胞的焦亡和炎症反应,从而促进了DCM病变进程中的心肌肥大。
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