肌醇7磷酸（IP7）- - 糖尿病合并心脏缺血再灌注损伤保护的新靶点

糖尿病患者的心源性死亡率比非糖尿病患者高2-4倍，糖尿病引起的死亡中65％是源于心血管疾病。明确糖尿病加剧冠心病心肌损伤的分子机制，对于降低糖尿病患者的心源性死亡率至关重要。本课题组的前期研究表明，糖尿病大鼠的心脏缺血再灌注（I/R）损伤显著高于非糖尿病大鼠，糖尿病大鼠I/R后p-Akt表达显著降低。最新研究表明，肌醇7磷酸（IP7）参与了糖尿病状态下p-Akt的表达降低，然而，糖尿病动物的I/R损伤高于非糖尿病的原因，是否源于IP7这一分子？目前尚不清楚。我们拟采用IP6K1基因敲除小鼠为研究对象，构建糖尿病及心脏I/R模型，利用基因重组、蛋白质技术、动物实验等离体、在体方法，揭示IP7/Akt/GSK3β信号通路在糖尿病小鼠心脏I/R损伤中的作用。本项目将有助于进一步揭示糖尿病加剧心脏缺血再灌注损伤的分子机制，为该疾病的防治提供新的思路。

该项目验证了"糖尿病状态下，心肌细胞中IP7生成增多，IP7导致磷酸化Akt（p-Akt）表达降低，GSK3β及NF-κB表达上调，通过增加下游炎症因子表达，导致心肌细胞炎症损伤，恶化心脏缺血再灌注损伤"这一科学假设。项目团队结合离体、在体实验，采用抑制剂阻断及基因干预后发现：①与非糖尿病对照比较，糖尿病合并心脏缺血再灌注损伤时心肌组织IP7生成显著增加，心功能恶化，心肌细胞凋亡增多，心肌梗死面积增大，炎症因子表达上调，中性粒细胞浸润加剧。②阻断IP7生成后，糖尿病小鼠心脏I/R损伤减轻，左室功能改善，心肌梗死面积减小，心肌细胞凋亡降低，IL-6，TNF-α等炎症因子表达降低，中性粒细胞浸润减少。.本项目阐明糖尿病加剧心脏缺血再灌注损伤的机制复杂，涉及心肌细胞凋亡、胰岛素敏感性、线粒体功能等多个靶点，IP7同时参与了多个靶点的调控，其上游分子抑瘤素M（OSM）可抑制IP7生成，减轻糖尿病状态下的心脏缺血再灌注损伤，其机制可能与增加胰岛素敏感性，降低心肌细胞凋亡，改善线粒体功能相关。.心脏缺血再灌注损伤后3h缺血心肌OSM表达显著升高，OSM/IP7信号通路可能参与了心肌梗死后组织修复过程。OSM受体Oβ基因敲除小鼠心脏缺血再灌注损伤后心脏功能进一步恶化，而OSM预处理显著降低小鼠心脏缺血再灌注损伤后死亡率，改善左室功能，抑制IP7生成。本课题组观察了OSM及IP7生成抑制剂TNP预处理对于糖尿病状态下心脏缺血再灌注损伤的保护作用，发现OSM和TNP的保护作用相似，TNP预处理后OSM的保护作用消失，且OSM预处理降低IP7表达，提示OSM/IP7信号通路参与糖尿病恶化心脏缺血再灌注损伤。我们进一步筛选出OSM受体Oβ基因敲除鼠，构建糖尿病及心脏缺血再灌注损伤模型后发现，与糖尿病Oβ+/+小鼠比较，糖尿病Oβ−/−小鼠心脏缺血再灌注损伤后的胰岛素敏感性降低，心肌细胞凋亡增加，线粒体损伤加剧，糖尿病Oβ−/−小鼠心肌组织内IP7水平显著高于糖尿病Oβ+/+小鼠，进一步验证了OSM/IP7信号通路在糖尿病加剧心脏缺血再灌注损伤中发挥重要作用。上述研究结果丰富了糖尿病加剧心脏缺血再灌注损伤的理论基础，为糖尿病状态下的心脏缺血再灌注损伤治疗提供了新靶点。