触发缺血再灌注心肌胰岛素抵抗形成的分子机制研究

心肌缺血再灌注损伤（IRI）发生机制仍然不甚清楚。我们的研究发现,体外循环IRI过程中存在心肌胰岛素抵抗（IR），葡萄糖转运蛋白4（Glut4）的表达下降和转位障碍是IR发生的重要机制。文献报道，缺氧诱导因子1-α（HIF1-α）和过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）α/γ与心肌能量供应和Glut的调控相关。因而本课题拟采用生化分析、气相色谱分析、同位素标记示踪、实时定量PCR等技术，观察犬体外循环IRI心肌IR及大鼠离体IRI心肌IR模型中HIF1-α-PPARα/γ、Glut4表达及脂肪酸氧化（FAO）、Glu利用的动态变化，分析IRI心肌IR过程中HIF1-α、PPARα/γ与Glut4表达和转位调控及Glu转运之间的关系，以HIF1-α-PPARα/γ为靶点，探明体外循环IRI心肌IR的始动因素，揭示触发心肌IR的分子机制，为临床制订有效的干预措施提供理论和实验依据。

心肌缺血再灌注损伤(IRI)是体外循环(CPB)术后心功能障碍导致死亡的主要原因，发生机制仍然不甚清楚，项目主持人前期研究发现，体外循环IRI过程中存在心肌胰岛素抵抗（IR），葡萄糖转运蛋白4（Glut4）的表达下降和转位障碍是心肌IR发生的主要原因，始发因素是什么仍不清楚。文献报道，缺氧诱导因子1-α （HIF1-α ）和过氧化物酶增殖物激活受体（PPAR)α/γ与Glut4的调控相关。故本项目采用同位素示踪、实时定量PCR、 Western blot、反义寡核苷酸等技术以及PPARα/γ激动/阻断作用的研究，阐明IRI心肌IR过程中HIF1-α 、PPARα/γ与Glut4表达和转位调控及Glu转运之间的关系。实验发现，在缺血再灌注心肌IR形成中，HIF-1α和PPARγ参与Glut4的表达及调控，其可能是触发心肌胰岛素抵抗的始动因素；si-RNA干扰成年大鼠心肌细胞HIF-1α或PPARγ的表达， Glut4表达下降，转位障碍加重，可明显减低心肌细胞对葡萄糖的摄取率，加重心肌细胞缺血再灌注IR；在犬CPB缺血再灌注后，二甲基乙二酰胺酸（DMOG）可能通过对HIF-1α活性的影响，激活并稳定HIF-1α的表达以及非诺贝特、罗格列酮通过对PPARα/γ活性的影响，激活并稳定PPARα/γ的表达，改善缺血再灌注心肌IR，从而减轻IRI。除完成计划外，还发现CPB缺血再灌注后心肌细胞InsRa、β蛋白及mRNA总量的表达下降，可能是心肌胰岛素抵抗发生在受体环节中的重要分子机制，IGF-1可能是心肌胰岛素抵抗的标志物之一；研究还显示罗格列酮可以提高CPB缺血再灌注后心肌细胞Glut4mRNA的表达水平减轻CPB心肌IR，改善CPB期间心肌IRI。