JAK2-STAT3通路對(duì)糖尿病心肌病的調(diào)節(jié)作用及藥物的干預(yù)效應(yīng).pdf

1、論文ⅠJAK2/STAT3通路在2型糖尿病大鼠糖尿病心肌病發(fā)生發(fā)展中的動(dòng)態(tài)演變及藥物的干預(yù)效應(yīng)
　　背景
　　糖尿病心肌病是獨(dú)立于冠脈疾病或高血壓等糖尿病繼發(fā)性損害之外，存在的以心肌細(xì)胞肥大、凋亡，纖維膠原沉積及舒張功能障礙為主要特征的糖尿病心肌病變，是糖尿病病人發(fā)展為心功能不全的重要病因之一。心肌細(xì)胞肥大、凋亡和心肌間質(zhì)纖維化是其主要的病理特征，代謝紊亂和炎癥激活在疾病的發(fā)生發(fā)展中具有重要意義。然而具體機(jī)制目前尚未闡明，如

2、何進(jìn)一步探明其機(jī)制，尋求新的治療靶點(diǎn)至關(guān)重要。既往關(guān)于DCM發(fā)病機(jī)制的研究往往從“致病因素”角度出發(fā)，而機(jī)體自身“保護(hù)因素”鮮有涉及。人類機(jī)體作為一個(gè)精密運(yùn)行的整體，在病理狀態(tài)下，神經(jīng)體液及免疫系統(tǒng)的調(diào)控尤為突出，通過上調(diào)或下調(diào)，抵抗、去除、侵襲作用，發(fā)揮最大程度的保護(hù)功能。已發(fā)現(xiàn)，機(jī)體自身保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)在多種疾病發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要角色，而在這其中，各種細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路都起到了不可或缺的“調(diào)度”作用。酪氨酸激酶2/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子

3、3(janus kinase/signal transducer andactivator of transcription，JAK2/STAT3)通路是重要的炎癥通路及細(xì)胞促存活通路，被認(rèn)為在缺血再灌注損傷，心力衰竭等過程中起到代償保護(hù)作用。該通路是多種細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子在細(xì)胞內(nèi)傳遞信號(hào)的共同途徑，參與機(jī)體免疫反應(yīng)、血管細(xì)胞遷移增殖和凋亡等多種生物學(xué)活動(dòng)，具有心肌代償保護(hù)作用的潛能，然而JAK2/STAT3通路在糖尿病心肌病中的改變及

4、其意義目前都尚不明確。二甲雙胍是糖尿病治療的常規(guī)一線藥物，其臨床證據(jù)和基礎(chǔ)研究證據(jù)顯示，作為AMP依賴的蛋白激酶(adenosine5'-monophosphate(AMP)-activated protein kinase，AMPK)激動(dòng)劑，它除具有降糖作用之外，還具有心血管保護(hù)作用，然而具體機(jī)制未完全闡明。西格列汀是新興的糖尿病治療藥物，作為二肽基肽酶4（dipeptidyl-peptidase4，DPP-4）受體抑制劑，通過提高胰

5、高血糖素樣肽-1(glucagon-like peptide1，GLP-1)水平，發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。由于缺乏相關(guān)的臨床及基礎(chǔ)研究，西格列汀對(duì)心血管的保護(hù)作用仍存在相悖的觀點(diǎn)，而其是否能延緩糖尿病心肌病的發(fā)生發(fā)展，尚無明確證據(jù)。
　　目的:
　　1.選取不同時(shí)期的糖尿病大鼠和同時(shí)期單純高脂喂養(yǎng)大鼠、普通飲食喂養(yǎng)大鼠作對(duì)比，觀察JAK2/STAT3通路的變化與疾病發(fā)展中左室重構(gòu)及炎癥程度的關(guān)系;
　　2.探討比較二甲雙胍和西

6、格列汀在糖尿病心肌病進(jìn)展中各自的干預(yù)作用及可能涉及的機(jī)制。
　　研究方法:
　　1.選取5周齡SD雄性大鼠110只（體重120g±20g/只），行腹腔胰島素耐量試驗(yàn)（intraperitoneal insulin tolerance test，IPITT）后，適應(yīng)喂養(yǎng)1周后，隨機(jī)分為普通飲食組(Control)34只和高脂飲食組(HFD)76只，兩組按照喂養(yǎng)時(shí)程各自再分為1w組(Control-1w，HFD-1w)和4w組(

7、Control-4w，HFD-4w)各4只，余繼續(xù)喂養(yǎng)。4周后再次行IPITT，HFD組大鼠隨機(jī)分為繼續(xù)高脂飲食組(HFD)和糖尿病組(DM)，DM組大鼠出現(xiàn)胰島素抵抗者給予一次性腹腔注射STZ27.5mg/kg，Control組和HFD組大鼠給予同等劑量枸櫞酸鈉緩沖液腹腔注射。各組以原飼料繼續(xù)喂養(yǎng)1周后，測(cè)定空腹血糖(fasting blood glucose，F(xiàn)BG)和空腹胰島素(fasting insulin，F(xiàn)INS)，計(jì)算穩(wěn)態(tài)

8、胰島素評(píng)估模型的胰島素抵抗(HOMA-IR)指數(shù)。連續(xù)兩次空腹血糖≥11.1 mmol/L，胰島素敏感性減低且有多尿、多飲、多食現(xiàn)象的大鼠定義為2型糖尿病大鼠建模成功。普通飲食組的大鼠隨機(jī)分為普通飲食不同時(shí)程組（Control-9w，Control-14w，Control-21w組），每亞組各6只。原高脂組的大鼠隨機(jī)分為高脂飲食不同時(shí)程組(HFD-9w，HFD-14w，HFD-21w組)，每亞組各6只;糖尿病組大鼠隨機(jī)分為糖尿病不同時(shí)程

9、及藥物干預(yù)組（DM-9w，DM-14w，DM-21w，MET，STAG10，STAG20組），每亞組各8只，自糖尿病組建模成功后MET組大鼠給予200mg/kg/day二甲雙胍灌胃，STAG10組大鼠給予10mg/kg/day西格列汀灌胃，STAG20組大鼠給予20mg/kg/day西格列汀灌胃，一直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束(藥物干預(yù)時(shí)間總計(jì)16周);糖尿病未成模者10只。
　　2.各組大鼠處死前行超聲心動(dòng)圖檢查，檢測(cè)觀察左室舒張末內(nèi)徑(LVE

10、Dd)、短軸收縮率(FS)、左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、室間隔厚度(IVSd)、舒張期末左室后壁厚度(LVPWd)二尖瓣E/A及組織多普勒E'/A'等指標(biāo)。各組大鼠處死前行心導(dǎo)管檢測(cè)，評(píng)估左室舒張末壓(LVEDP)。經(jīng)腹主動(dòng)脈取血檢測(cè)血糖、糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1C)、血脂、BNP、IL-6和TNF-α。提取心肌組織蛋白行蛋白免疫印跡檢測(cè)STAT3酪氨酸位點(diǎn)(Tyr705)的磷酸化程度，JAK

11、2磷酸化程度，活化caspase3、Bcl-2、Bax、p-ERK和ERK的表達(dá)情況。心肌石蠟病理切片進(jìn)行蘇木精-伊紅(HE)、Masson及天狼星紅染色以及免疫組化檢測(cè)Ⅰ型膠原、Ⅲ型膠原、IL-6、TNF-α及TUNEL法檢測(cè)細(xì)胞凋亡等形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)。
　　研究結(jié)果:
　　1.1周時(shí)普通飲食和高脂飲食兩組之間體重、空腹血糖、血脂、炎性指標(biāo)、超聲、心導(dǎo)管等各指標(biāo)間無顯著差異;
　　2.與同時(shí)期普通飲食對(duì)照組大鼠（Contr

12、ol-4w，Control-9w，Control-14w，Control-21w組）相比，高脂飲食組大鼠（HFD-4w，HFD-9w，HFD-14w，HFD-21w組）出現(xiàn)胰島素抵抗、血糖輕度上升、炎性指標(biāo)IL-6和TNF-a水平的顯著升高，HFD-9w、HFD-14w、HFD-21w組左室舒張功能障礙，HFD-21w組大鼠左室重構(gòu)明顯;與同時(shí)期普通飲食及高脂飲食大鼠相比，糖尿病組大鼠(DM-9w，DM-14w，DM-21w)胰島素抵抗

13、、血糖升高和IL-6、TNF-a升高顯著（重于高脂組），左室舒張功能障礙明顯，收縮功能下降（但仍處于正常水平），左室舒張末壓增大，DM-14w及DM-21w組左室重構(gòu)顯著（重于高脂組）;
　　3.與Control-9w，Control-14w，Control-21w組相比，HFD-9w，HFD-14w，HFD-21w及DM-9w，DM-14w，DM-21w組大鼠血清甘油三脂、膽固醇、BNP水平顯著升高(P＜0.05);與HFD-9

14、w，HFD-14w，HFD-21w組大鼠相比，DM-9w，DM-14w，DM-21w血清BNP顯著升高(P＜0.05);
　　4.與Control-4w，Control-9w，Control-14w，Control-21w組相比，HFD-4w，HFD-9w，HFD-14w，HFD-21w組大鼠心肌細(xì)胞JAK2/STAT3通路顯著激活;與HFD-9w組相比，DM-9w組大鼠心肌細(xì)胞JAK2/STAT3通路顯著激活;與HFD-14w、

15、HFD-21w組相比，DM-14w、DM-21w組大鼠心肌細(xì)胞JAK2/STAT3通路抑制;與Control-14w組相比，DM-14w組大鼠心肌細(xì)胞JAK2/STAT3通路顯著激活;與Control-21w組相比，DM-21w組大鼠心肌細(xì)胞JAK2/STAT3通路表達(dá)水平無差異;
　　5.與Control-9w，Control-14w，Control-21w組相比，HFD-9w，HFD-14w，HFD-21w組大鼠心肌Bax/B

16、cl-2比值及cleaved caspase3表達(dá)顯著升高;與HFD-9w，HFD-14w，HFD-21w組相比，DM-9w，DM-14w，DM-21w大鼠心肌Bax/Bcl-2比值及cleaved caspase3表達(dá)顯著升高;
　　6.糖尿病大鼠給予二甲雙胍(MET)和不同劑量的西格列汀(STAG10，STAG20)均可有效降糖，但未能降至正常水平，MET、STAG10和STAG20降糖程度無顯著性差異。MET、STAG10、

17、STAG20較DM-21W組大鼠炎癥狀態(tài)有顯著改善，三組之間無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。MET、STAG10、STAG20較DM-21W組大鼠細(xì)胞凋亡、間質(zhì)纖維化、左室重構(gòu)程度都顯著減輕，MET優(yōu)于STAG10和STAG20兩組，STAG10和STAG20之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。MET組JAK2/STAT3水平較DM-21w組及不同劑量西格列汀組STAG10、STAG20顯著激活， STAG10、STAG20組較DM-21w組JAK2/STAT3通路激

18、活但差異未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)水平。
　　結(jié)論:
　　1.炎癥參與到2型糖尿病大鼠的糖尿病心肌病和單純高脂飲食肥胖大鼠的左室重構(gòu)中;
　　2.2型糖尿病大鼠左室重構(gòu)的嚴(yán)重程度和炎癥激活程度均高于單純高脂飲食肥胖大鼠;
　　3.炎癥的持續(xù)累積在單純高脂飲食肥胖大鼠可引起JAK2/STAT3通路的持續(xù)激活;而在2型糖尿病大鼠中，JAK2/STAT3通路在早期顯著激活，在中晚期激活不明顯，該通路的調(diào)節(jié)異?？赡苁翘悄虿⌒募〔“l(fā)展的