线粒体氧化应激和稳态重构在糖尿病心房重构中的作用及上游调控机制研究

The potential mechaisms between diabetes and atrial fibrillation (AF) remain unclear. Our previous work suggests that inflammation and oxidative stress play an important role in the atrial remodeling in diabetes, pioglitazone could attenuate atrial remodeling through its anti-inflammatory and antioxidant properties.Based on our previous findings, our present study will investigate the potential role of mitochondrial oxidative stress and homeostasis remodeling in diabetic atrial remodeling, and the interventional mechanisms of pioglitazone and DDP-4 inhibitors.In alloxan-induced diabetic rabbits, we will observe the mitochondrial membrane potential, biosynthesis, dynamics and morphological changes. We also evaluate the beneficial effects from upstream therapies and their potential relationship between atrial remodeling and AF duration.We will further evaluate the effects of hyperglycemia and oxidative stress stimuli on the proliferation, apoptosis and mitochondrial function of isolated atrial fibroblasts from rabbits, together with the interventional effects of mitochondrial specific antioxidant agent. Interventional means of the RNAi PGC-1α added to atrial fibroblasts were used to further study the potential mechanism of pioglitazone’s action, which will provide novel therapeutic target for the prevention and treatment of AF.

糖尿病导致心房颤动（房颤）发生的机制尚不清楚，我们的前期研究提示炎症和氧化应激在糖尿病心房重构中发挥重要作用，吡格列酮通过抗炎抗氧化作用逆转糖尿病心房重构。本项目拟在此基础上，进一步评价线粒体氧化应激和稳态重构在糖尿病心房重构中的作用及吡格列酮和DDP-4抑制剂的干预机制。通过建立四氧嘧啶介导的兔糖尿病模型，观察糖尿病病理状态下心房肌线粒体氧化应激及线粒体生物合成、膜电位、动力学、形态变化及上游药物干预作用，同时评价其与心房重构和房颤诱发的关系；通过体外培养兔心房肌成纤维细胞，在细胞水平评价高糖和氧化应激刺激对细胞增殖、凋亡及线粒体功能的影响，进一步观察线粒体特异性抗氧化剂的干预效果，同时应用SiRNA靶向干扰线粒体生物合成关键蛋白PGC-1α表达以阐明吡格列酮的作用机制，为房颤防治提供新的思路和干预靶点。

糖尿病导致心房颤动（房颤）发生的机制尚不清楚，我们的前期研究提示炎症和氧化应激.在糖尿病心房重构中发挥重要作用，吡格列酮通过抗炎抗氧化作用逆转糖尿病心房重构。本项目在前期研究基础上，通过建立四氧嘧啶介导的1型糖尿病兔模型、链脲佐菌素诱导的2型糖尿病大鼠模型及氧化应激诱导的心房肌细胞模型，应用离体心脏灌流、细胞培养、激光共聚焦、免疫印记、siRNA 靶向干扰等技术，从整体-组织-细胞-分子生物学水平评价线粒体氧化应激和稳态重构在糖尿病心房重构中的作用和相关机制，以及吡格列酮、新型降糖药物DDP-4抑制剂阿格列汀及SGLT-2抑制剂恩格列净以及线粒体特异性抗氧化剂的干预作用。研究结果显示吡格列酮、阿格列汀及恩格列净可以抑制线粒体氧化应激，改善线粒体结构和功能，抑制糖尿病导致的心房TGF-β和NF-κB蛋白表达增加及PGC-1α、NRF1、Tfam、Opa1、Mfn1和Drp1等线粒体生物合成及融合分裂蛋白表达减少，逆转糖尿病导致的心房电重构和结构重构，预防房颤发生。此外，我们首次在临床中验证PCG-1a基因的rs8192678单核苷酸多态性与房颤的关系。结果显示女性、使用抗心律失常药物、高血压3级、血糖正常以及红细胞体积分布宽度正常人群中该基因多态性与房颤存在相关性。本项目从多个层次阐明线粒体氧化应激和稳态重构在糖尿病心房重构和房颤发生的作用及上游药物的干预效果，为房颤的防治提供新的思路和靶点。