硫氧还蛋白非酶糖化修饰介导的促细胞凋亡机制在糖尿病心肌缺血损伤易感性增加中的作用

细胞凋亡是糖尿病时心肌组织对缺血性损伤易感性增加的重要原因。我们的前期研究发现，硫氧还蛋白（Trx）活性降低从而减弱其氧化还原调节能力可能是糖尿病时心肌细胞凋亡的原因之一，但机制不清。本研究拟从分子、细胞和整体水平，通过采用免疫组化、免疫印迹、RNA干扰等方法观察糖尿病小鼠心肌组织中Trx系统的表达和活性、非酶糖化水平随病程的变化情况，以及这些变化与心肌细胞凋亡的关系；通过外源性给予Trx、糖化Trx，联合应用药理学非酶糖化抑制剂、非酶糖化产物糖基/蛋白分离剂，观察Trx非酶糖化对糖尿病心肌细胞凋亡的影响及其与心肌组织缺血损伤易感性增加的关系，以验证我们提出的"Trx非酶糖化"假说，来解释糖尿病心脏对缺血损伤易感性增加从而导致其死亡率增高的分子机制。本课题的开展将有望发现糖尿病时氧化还原调节能力降低新机制，为评估Trx非酶糖化作为糖尿病治疗新型靶点的可能性提供实验依据。

糖尿病（DM）时引起的缺血性心脏病是导致糖尿病人死亡的主要原因。研究表明，高血糖对心肌细胞有直接的损害，表现为心肌缺血后更频繁的心率失常、更广泛的梗死面积等，即糖尿病心脏对缺血损伤敏感性增加，但是具体机制不清。硫氧还蛋白（Trx）具有氧化还原调节和抗凋亡功能，我们使用丙酮醛孵育Trx，可以检测到明显的非酶糖化物质标记物，据此推测，糖尿病时机体组织中Trx发生非酶糖化反应，活性下降，导致其功能，尤其是抗凋亡生物学效应减弱，增加心肌缺血损伤敏感性。.本课题选取雄性SD大鼠，饲喂高糖高脂饲料和注射STZ制备糖尿病模型，行心肌缺血再灌注，观察糖尿病发生发展过程中Trx非酶糖化发生情况与糖尿病心肌损伤相关性；联合应用AGEs分解剂ALT-711，促进非酶糖化修饰蛋白的蛋白/糖基分离，观察糖尿病时Trx非酶糖化与缺血性心肌损伤敏感性增加的因果关系；通过体外细胞培养，观察葡萄糖及其代谢物对Trx发生非酶糖化修饰作用，并影响Trx活性和功能。.大鼠高糖高脂饲料喂饲，4周后体重明显增加，注射STZ诱导糖尿病。1）糖尿病大鼠心肌组织Trx活性降低，表达无明显改变，Trx发生非酶糖化修饰。高糖高脂饲料喂饲第8周时，DM组和DM+ALT-711组大鼠心肌组织Trx相对活性开始下降，至16周时达到最低。DM+ALT-711组大鼠在第16、20周时，心肌组织Trx相对活性较DM组大鼠升高。各组Trx表达均未有改变。DM组在第8至20周，检测到心肌组织Trx非酶糖化修饰。2）AGEs分解剂减少糖尿病心肌组织Trx非酶糖化修饰和Trx活性降低。ALT-711处理之后，DM大鼠心肌组织AGEs表达自第16周开始下降；第16和20周心肌组织Trx非酶糖化修饰程度降低，Trx活性降低亦被部分逆转。3）DM组大鼠心肌缺血、再灌注后梗死面积进一步加大，心功能进一步恶化，Caspase相对活性更高，心肌细胞凋亡指数明细增高；给予ALT-711处理能够部分减弱糖尿病加重的心肌缺血/再灌注损伤。4）离体常规培养H9C2细胞，经葡萄糖代谢物处理，观察Trx活性和非酶糖化修饰，得到同样结果。.糖尿病时，硫氧还蛋白非酶糖化修饰致其功能下降，引起心肌对缺血/再灌注损伤敏感性增加。临床预防和治疗糖尿病并发症时，可以通过减少硫氧还蛋白非酶糖化修饰发生，或者降解生成的非酶糖化物质恢复硫氧还蛋白活性，抑制组织器官损伤。