红芪多糖对小鼠糖尿病心肌病PPARγ／NFκB信号途径及心肌ECM、MMPs 、GLUT-4的影响

Abstract: In the process of diabetes，it is the important links of the onset that lipid disorders caused by oxidative stress and inflammatory responses. It can cause focal hypertrophy of myocardial cells, necrosis, extracellular matrix (ECM) remodeling and myocardial interstitial fibrosis, and become diabetic cardiomyopathy (DC). PPARγ / NF-κB signaling pathway is an important target to control oxidative stress and inflammatory responses. There is a complex relationship between myocardial ECM, induction of matrix metalloproteinases (MMPs), glucose transporter protein -4 (GLUT-4) changes and PPARγ / NF-κB signaling pathway. This study is on the basis of the treatment of HPS on the diabetic nephropathy, the subject is spontaneous obese type 2 diabetic db mice, by means of molecular biology techniques. We observed model animal in DC pathogenesis, including PPARγ / NFκB signaling pathways, myocardial ECM , MMPs, GLUT-4 in mRNA and protein expression , myocardial pathological changes, and HPS related indicators. Then we explored DC pathogenesis mechanism and treatment mechanism of HPS from pathological changes of myocardial cells and myocardial ECM. These will provide a theoretical basis from HPS prevention of diabetic cardiomyopathy, and the theory of "weakness, stasis, poison" pathogenesis in TCM diabetes and its chronic complications.

糖尿病发病过程中，糖脂代谢紊乱所致的氧化应激和炎症反应是导致心肌细胞局灶性肥大、坏死，细胞外间质（ECM）重塑及心肌间质纤维化而形成糖尿病心肌病（DC）发病的重要环节。PPARγ／NF-κB信号途径是控制氧化应激和炎症反应的一个重要靶点，心肌ECM、诱导基质金属蛋白酶(MMPs)及葡萄糖转运蛋白-4（GLUT-4）的变化与PPARγ／NF-κB信号途径有复杂的上下游调节关系。本课题拟在前期红芪多糖（HPS）治疗糖尿病肾病研究的基础上，以自发性肥胖型2型糖尿病db小鼠为研究对象，借助分子生物学技术，观察模型动物在DC发病过程中PPARγ／NFκB信号途径与心肌ECM、MMPs、GLUT-4的mRNA和蛋白表达及心肌病理变化和HPS对上述指标的影响，从心肌细胞和ECM两个方面发生的病理变化探讨DC发病机理和HPS的治疗机理，为HPS防治糖尿病及其慢性并发症"虚、瘀、毒"的中医病机提供理论依据。

糖尿病心肌病（diabetic cardiomyopathy，DCM）作为一种独立的糖尿病心血管并发症，是导致糖尿病患者高死亡率的主要原因之一，糖脂代谢紊乱所致的氧化应激和炎症反应是导致心肌细胞肥大、细胞外间质重塑及心肌纤维化而形成DCM发病的重要机制，调控干预该发病机制是治疗DCM的重要途径。基于这一认识，本研究拟以自发性肥胖型2型糖尿病db/db小鼠为研究对象，观察HPS对DCM心肌的保护作用，借助PCR Array基因芯片技术筛选模型动物DCM心肌纤维化的相关基因，寻找控制氧化应激和炎症反应的重要靶点，而后采用分子生物学技术手段验证模型动物在DCM发病过程中心肌组织的PPARγ／NF-κB信号通路是否是控制氧化应激和炎症反应的重要靶点及HPS对相关指标的影响。旨在探讨HPS干预DCM心肌纤维化的作用机理以及基于“心气亏虚，化生浊瘀”的中医理论，论证具有补气化瘀功效的红芪有效成分HPS治疗“虚、瘀、毒”的内在合理性，揭示糖尿病及其慢性并发症“虚、瘀、毒”病机理论的科学内涵，为HPS防治DCM提供科学依据。. 本项目完成了项目标书涉及的研究内容，并根据研究充分论证的基础上，增加和调整了如下内容：①在实验中设计了PCR Array芯片，筛选糖尿病db/db小鼠与非糖尿病db/m小鼠之间心肌组织差异表达的基因，并在后期新增了TGF-β1、Smad2、Smad3、IKKβ、Keapl、Nrf2、NQO1等指标。②本次选用6周龄db/db小鼠，将红芪多糖的剂量调整为200mg/kg、100mg/kg、50mg/kg，目的就是为进一步探索红芪多糖的最佳剂量。实验结果显示：HPS能在一定程度上延缓糖尿病心肌病模型db/db小鼠血糖升高，调节血脂，保护心脏功能；减轻小鼠心肌病理损害，减缓心肌胶原沉积和间质纤维化，从而延缓DCM的进展，对 db/db小鼠心肌病变具有保护作用，其作用机制可能与调控PPARγ/NF-κB信号通路及下游相关细胞因子有关。在上述研究基础上，撰写论文多篇，已录用发表7篇，其余多篇文章正在撰写投稿中。本研究升华了DCM的中医病机理论，为HPS防治糖尿病及其并发症提供了科学理论依据，对早期预防和治疗糖尿病病、寻找有效治疗药物有重要意义。