STZ誘導(dǎo)的1型糖尿病大鼠急性心肌梗死后心臟結(jié)構(gòu)和功能以及基因表達譜和細胞凋亡的時間依賴性變化.pdf

1、第一部分： 目的：研究鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)誘導(dǎo)的1型糖尿病(diabetesmellitus，DM)大鼠急性心肌梗死(acute myocardial infarcton，AMI)后的存活率、心臟結(jié)構(gòu)和功能以及心肌纖維化時間依賴性變化。 方法：Sprague—Dawley(SD)大鼠應(yīng)用STZ一次性腹腔注射(65mg/dl)誘導(dǎo)1型糖尿病10周，未進行降糖治療，在誘導(dǎo)前以及誘導(dǎo)后3天、7天、

2、30天和70天記錄體重、檢測血糖并應(yīng)用心肌透射電鏡掃描觀察糖尿病大鼠心肌超微結(jié)構(gòu)的變化；結(jié)扎冠狀動脈前降支，不進行再灌注治療，計算大鼠在結(jié)扎后1天、7天、14天、28天和56天的存活率；應(yīng)用超聲心動圖和血流動力學(xué)監(jiān)測糖尿病大鼠在AMI后上述5個時間點的心臟功能；應(yīng)用Masson's染色來定量評價其非梗死區(qū)心肌纖維化的程度。 結(jié)果：誘導(dǎo)糖尿病10周后，糖尿病大鼠的血糖顯著高于非糖尿病組大鼠(489±28vs．112±13mg/dl

3、，P<0.001)；同時其體重從第3日起與非糖尿病大鼠有顯著差別，并且差異進行性加大，至10周時其體重顯著低于非糖尿病大鼠(244.8±23.6vs。516.3±48.6克，P<0.001)。心肌電鏡掃描觀察到糖尿病組大鼠心肌細胞的各帶結(jié)構(gòu)不清，走行紊亂，核周圍線粒體增多，線粒體周圍糖原和脂滴聚集，線粒體腫脹。部分心肌纖維出現(xiàn)纖維溶解壞死，同時伴凝固性壞死。AMI后糖尿病大鼠存活率明顯低于非糖尿病大鼠，非糖尿病組在對應(yīng)時間點的存活率為8

4、2.9％(58/70)、80.0％(48/60)、80.0％(40/50)、77.5％(31/40)和76.7％(23/30)，而糖尿病組在1天、7天、14天、28天和56天的存活率分別為67.2％(44/64，P<0.05)．64.8％(35/54， P=NS)、61.4％(27/44，P<0.05)、52.9％(18/34，P<0.05)和41.7％(10/24，P<0.05)。超聲心動圖和血流動力學(xué)監(jiān)測顯示，糖尿病大鼠AM

5、I前存在舒張功能不全；AMI后兩組大鼠心功能均明顯下降，糖尿病大鼠心功能惡化更加顯著(EF37.3±5.4％vs。48.8±4.1％，P<0.01andFS17.0±1.4％vs．23.7±2.5％，P<0.05)；左心室擴張更加明顯(增加的LVEDD47.5±5.2％vs．26.8±4.9％，P<0.001)；心肌纖維化染色發(fā)現(xiàn)糖尿病大鼠AMI28天和56天時非梗死區(qū)纖維化相對于非糖尿病大鼠更加明顯(10.3％±1.5％vs．3.8％

6、±0.9％，P<0.001and17.5％±2.1％vs．9.8％±1.2％，P<0.001)。 結(jié)論：一系列病理生理學(xué)改變顯示，糖尿病大鼠AMI后易發(fā)心力衰竭的原因早期是由于嚴重的心臟舒張功能不全，晚期則是由于其心功能不全和心肌重塑加速所致。 第二部分： 目的：研究糖尿病與非糖尿病大鼠急性心肌梗死后基因表達的差異。 方法：SD大鼠應(yīng)用STZ一次性腹腔注射(65mg/dl)誘導(dǎo)1型糖尿病10周，未進行降糖

7、治療；結(jié)扎冠狀動脈前降支，應(yīng)用大鼠全基因序列的基因芯片、Realtime-PCR來檢測AMI后1天、7天、14天、28天和56天糖尿病大鼠左心室非梗死區(qū)基因表達的變化。 結(jié)果：AMI后，糖尿病大鼠與非糖尿病大鼠相比生存率明顯降低，如前所述，病理生理學(xué)變化表明DM能夠加速AMI后心肌重塑的進展。基因芯片分析顯示隨著時間的變化，兩組大鼠基因表達顯著不同，糖尿病大鼠AMI后左心室非梗死區(qū)心肌組織有1221個基因表達與非糖尿病大鼠顯著不

8、同，其中770個表達上調(diào)，451個表達下調(diào)；對差異基因進行功能分析發(fā)現(xiàn)其涵蓋糖代謝、脂肪酸代謝、細胞外基質(zhì)、凋亡、氧化還原和磷酸酶活性等諸多方面。無監(jiān)督聚類分析發(fā)現(xiàn)糖尿病大鼠AMI后左心室非梗死區(qū)1—7天的基因表達變化和非糖尿病大鼠相似，14天時的基因表達變化與非糖尿病大鼠14和28天相似，而其28和56天的基因變化和非糖尿病大鼠56天相似，顯示糖尿病大鼠AMI后重塑相關(guān)基因的表達譜提前1—2周。根據(jù)篩選條件，應(yīng)用到無監(jiān)督聚類分析的基因

9、為164個，其中118個已經(jīng)被命名，大部分被證實與心臟重構(gòu)密切相關(guān)，例如富含亮氨酸的PPR模體(白介素—6信號通路)、原骨膠原Ⅰ型和Ⅲ型、纖維連接蛋白1、RT1、andTIMP—1等等。 結(jié)論：STZ誘導(dǎo)的1型糖尿病大鼠急性心肌梗死后心功能的惡化可能與相關(guān)基因表達譜的前移和過量表達有關(guān)。 目的：觀察糖尿病大鼠AMI后梗死周邊區(qū)的心肌細胞凋亡的時間依賴性變化。 方法：SD大鼠應(yīng)用STZ一次性腹腔注射(65mg/dl

10、)誘導(dǎo)1型糖尿病10周，未進行降糖治療；結(jié)扎冠狀動脈前降支，取材，應(yīng)用免疫細胞化學(xué)Tunel法檢測細胞凋亡。取材左心室梗死周邊區(qū)組織(距離心肌梗死邊緣2.5mm范圍)，應(yīng)用免疫印跡(Westernblot)法半定量分析凋亡相關(guān)蛋白Bax和Bcl—2蛋白水平的含量；應(yīng)用實時定量PCR(realtime-PCR)法定量分析結(jié)締組織生長因子(CTGF)和caspase—3mRNA水平的表達。 結(jié)果：研究顯示STZ誘導(dǎo)10周后，糖尿病大

11、鼠心肌組織凋亡指數(shù)顯著高于非糖尿病大鼠(3.2±0.5vs．1.4±0.3，P<0.01)；在急性心肌梗死后的1天(20.1±1.8vs。16.9±1.5，P<0.05)、7天(16.1±1.7vs．12.9±1.3，P<0.01)、14天(16.1±1.7vs。13.1±1.4，P<0.05)、28天(15.2±1.8vs．11.9±1.5，P<0.01)和56天(16.3±1.6vs。9.6±1.2，P<0.001)時其左心室梗死周

12、邊區(qū)心肌細胞進行性凋亡，凋亡指數(shù)(括號中數(shù)值)顯著高于非糖尿病大鼠。和非糖尿病組大鼠相比，Westernblot法半定量分析顯示糖尿病大鼠急性心肌梗死后1天、7天、28天和56天促凋亡蛋白Bax水平顯著增加(P<0.001)；而抑凋亡蛋白Bcl—2水平在AMI后1天、14天、28天和56天顯著降低(P<0.001)。實時定量PCR結(jié)果顯示CTGF和caspase—3mRNA的水平較非糖尿病大鼠顯著增加。 結(jié)論：與非糖尿病大鼠相比