新型心肌缺血模型建立及谷氨酰胺對糖尿病缺血復(fù)灌心肌的保護作用.pdf

1、第一部分:三種新型心肌缺血大動物模型的建立
　　人類疾病的動物模型是生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中所建立的具有人類疾病模似性表現(xiàn)的動物實驗對象?，F(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究中的動物模型的使用是一種最重要的實驗方法，有助于更方便和有效地認(rèn)識人類疾病，預(yù)防和控制疾病的發(fā)生和發(fā)展。
　　隨著中國老齡化的加劇、疾病譜的變化、飲食結(jié)構(gòu)的改變，缺血心臟病發(fā)病率和死亡率正逐年增高。對缺血性心臟病的發(fā)病、診斷和治療研究已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)界熱點，但是缺乏穩(wěn)定可靠的標(biāo)準(zhǔn)化心

2、肌缺血疾病模型是目前該領(lǐng)域研究的瓶頸。
　　鑒于嚙齒類小動物心臟結(jié)構(gòu)和代謝與人類差距較大，小型豬心臟生理結(jié)構(gòu)與病理變化與人類更為相似。因此我們利用微創(chuàng)技術(shù)（胸腔鏡、小切口）和雜交手術(shù)技術(shù)，并對已有的建模工具進行改良和創(chuàng)新，共從三個角度建立了小型豬的心肌缺血模型:(1)小型豬缺血性二尖瓣返流模型(ischemic mitral regurgitation，IMR):經(jīng)胸部小切口，利用了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的“房室瓣膜損傷器”進行二尖瓣后

3、瓣拉傷，同時在冠脈回旋支起始部放置進口Ameroid環(huán)，模擬臨床慢性心肌缺血后二尖瓣返流。(2)小型豬慢性心肌缺血模型(Chronic myocardial ischemia，CMI):針對進口Ameroid環(huán)的缺點，本研究對其結(jié)構(gòu)進行改良，發(fā)明了新型的Ameroid環(huán)，并在胸腔鏡下安放在冠脈回旋支，模擬臨床慢性心肌缺血疾病過程。(3)糖尿病小型豬（急性）心肌缺血再灌注損傷（Acute ischemic reperfusion inju

4、ry，IRI）模型:首先靜脈注射鏈脲佐菌素誘導(dǎo)糖尿病模型，建模成功后胸腔鏡下微創(chuàng)冠脈阻斷/開放前降支方法建立糖尿病小型豬缺血再灌注性損傷模型。模擬臨床糖尿病下缺血再灌注損傷過程。
　　針對各自模型的特點，我們對三種模型進行了詳細(xì)的檢查和評估（如血清學(xué)、超聲、冠脈造影、核磁、PET/SPECT、病理學(xué)檢查等）。
　　結(jié)果發(fā)現(xiàn)利用微創(chuàng)技術(shù)和雜交技術(shù)建立的這三種心肌缺血模型均能夠較好模擬人類疾病特點，具有相似性好、重復(fù)性好、可控性

5、佳、手術(shù)簡單易于操作等的特點，可以在基礎(chǔ)實驗和臨床前實驗中推廣使用。
　　第二部分:糖尿病心肌缺血再灌注代謝組學(xué)研究以及谷氨酰胺對糖尿病缺血再灌注心肌的影響
　　糖尿病(Diabetes Mellitus，DM)是一種以胰島素分泌和利用障礙、慢性高血糖為特征的代謝性疾病。糖尿病現(xiàn)在被認(rèn)為是心血管疾病的主要的風(fēng)險因素之一。前部分“糖尿病小型豬心肌缺血再灌注模型”實驗也表明，糖尿病組術(shù)后梗死面積明顯大于對照組，且并發(fā)癥率也明顯高

6、于對照組。臨床研究同樣表明，合并糖尿病的冠心病患者血管再通后心血管事件的發(fā)生率及死亡率明顯高于非糖尿病患者，這與糖尿病心肌缺血再灌注耐受性差密切相關(guān)，所以如何減輕糖尿病患者缺血再灌注損傷、減少心肌細(xì)胞凋亡是一個非常重要臨床問題。
　　對于糖尿病患者心肌缺血耐受性較差的這一特點，尋找潛在心肌缺血標(biāo)志物和可能的治療靶點，可能對此類患者的預(yù)后將會大有裨益。因此本研究基于小分子代謝產(chǎn)物可及時反映心肌組織對糖尿病和缺血再灌注損傷狀態(tài)科學(xué)事實

7、，首先利用前部分“糖尿病小型豬心肌缺血復(fù)灌模型”中灌裝靜脈竇血清和心肌標(biāo)本，采用代謝組學(xué)研究方法，篩選糖尿病合并心肌缺血再灌注損傷病程中小分子差異性代謝產(chǎn)物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)心肌和冠狀靜脈竇血液中分別存在12種和26中差異代謝產(chǎn)物，主要與糖、蛋白質(zhì)、脂肪代謝、抗氧化應(yīng)激等通路有關(guān)，提示這些代謝產(chǎn)物均在糖尿病心肌缺血再灌注中具有重要的作用。
　　在發(fā)現(xiàn)的差異性代謝產(chǎn)物中，谷氨酰胺(Gln)在心肌中和冠狀靜脈竇血液中降低均極為明顯（分別降低分

8、別下降59.4％和73.4％），提示Gln在疾病的進程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。近期文獻也表明Gln具有對缺血再灌注細(xì)胞的保護作用。但是在糖尿病病理情況下Gln是否也具有保護作用和具體機制，均未見報道。
　　隨后我們利用H9C2心肌細(xì)胞系和STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠，分別在體內(nèi)和體外兩層面，研究Gln對糖尿病缺血再灌注心肌的作用。結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)Gln能夠升高H9C2細(xì)胞線粒體和胞漿中GSH濃度和GSH/GSSG比值，降低細(xì)胞和線粒體氧化應(yīng)激，進