蛋白O-乙酰葡糖胺糖基化在心肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的高糖損害中的作用.pdf

1、糖尿病心血管損害是糖尿病并發(fā)癥中最主要的致死和致殘?jiān)颉Ｆ渲刑悄虿⌒募〔∈莵?lái)自于心肌細(xì)胞自身的損害，獨(dú)立于冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病、高血壓和其他心臟結(jié)構(gòu)性變化而存在的心功能不全。心肌病變?cè)谔悄虿≡缙诩纯纱嬖?，并伴隨糖尿病病程始終，晚期伴隨的心力衰竭將大大降低病人的生活質(zhì)量，并增加死亡率。糖尿病病人的動(dòng)脈粥樣硬化性病變，可導(dǎo)致多種缺血事件包括腦卒中、心肌梗死、下肢壞死等。閉塞性動(dòng)脈病變部位的血管新生和側(cè)枝循環(huán)形成可促進(jìn)受累缺血組織和器官的

2、修復(fù)和改善預(yù)后，而糖尿病卻抑制了這種成血管能力。糖尿病心血管系統(tǒng)損害影響范圍廣泛，形式多樣，可導(dǎo)致極為嚴(yán)重的后果，一直以來(lái)極為受到重視。對(duì)于其發(fā)病機(jī)制的研究一直以來(lái)都是熱點(diǎn)。近年高糖及隨后的氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的己糖胺通路激活和蛋白O-乙酰葡糖胺糖基化修飾吸引了研究者們的注意，越來(lái)越多證據(jù)支持這種蛋白轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制可直接和間接的調(diào)控了很多信號(hào)傳導(dǎo)和病理生理過(guò)程。
　　 本研究試圖在既往研究的基礎(chǔ)上，尋找高糖誘導(dǎo)的O-乙酰葡糖胺糖基化在糖

3、尿病心血管病變，尤其在心肌細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞中的作用，從而為糖尿病心肌
　　 1.O-乙酰葡糖胺糖基化通過(guò)激活ERK1/2和上調(diào)cyclin D2介導(dǎo)高糖誘導(dǎo)的新生大鼠心肌細(xì)胞肥大
　　 持續(xù)性高血糖是最重要的糖尿病心肌病的致病原因。糖尿病主要表現(xiàn)為心臟肥大及隨后的心力衰竭。過(guò)去10幾年O-乙酰葡糖胺糖基化作為一種蛋白轉(zhuǎn)錄后修飾受到關(guān)注，而其在高糖誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞肥大過(guò)程中的作用還不明確。因此我們研究了高糖環(huán)境下培養(yǎng)新生大

4、鼠心肌細(xì)胞內(nèi)O-乙酰葡糖胺糖基化的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)高糖(30 mM)孵育72小時(shí)可導(dǎo)致心肌細(xì)胞增大2倍余，伴隨肥大基因表達(dá)增加和O-乙酰葡糖胺糖基化水平升高。它同時(shí)激活ERK1/2，也上調(diào)cyclin D2表達(dá)，但不影響p38和JNK活性。乙酰葡糖胺糖苷酶PUGNac在增加細(xì)胞O-乙酰葡糖胺糖基化水平同時(shí)，模擬了高糖的上述效應(yīng)。通過(guò)siRNA干擾O-乙酰葡糖胺轉(zhuǎn)移酶來(lái)降低O-乙酰葡糖胺糖基化水平及以PD98059抑制ERK1/2激活均可降

5、低心肌細(xì)胞肥大反應(yīng)和cyclin D2上調(diào)。O-乙酰葡糖胺轉(zhuǎn)移酶干擾也可阻止ERK1/2激活。以上結(jié)果揭示升高的O-乙酰葡糖胺糖基化水平通過(guò)激活ERK1/2和上調(diào)cyclin D2參與調(diào)控高糖誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞肥大過(guò)程。
　　 2.糖尿病大鼠早期病變心肌組織中O-乙酰葡糖胺糖基化水平、ERK1/2和cyclinD2的變化
　　 我們發(fā)現(xiàn)高糖誘導(dǎo)的新生大鼠心肌細(xì)胞肥大過(guò)程中，O-乙酰葡糖胺糖基化通過(guò)激活ERK1/2和上調(diào)cyc

6、lin D2參與調(diào)控。為了證實(shí)這種調(diào)控作用的在體生理意義，我們用鏈脲佐霉素建立糖尿病大鼠模型，4周后即處死進(jìn)行超聲檢測(cè)、病理切片及蛋白和mRNA檢測(cè)，結(jié)果顯示糖尿病組心室肌呈向心性肥大，心肌細(xì)胞有肥大性改變，心肌組織肥大基因mRNA表達(dá)增加，蛋白O-乙酰葡糖胺糖基化水平升高伴ERK1/2激活和cyclin D2表達(dá)上調(diào)，與心肌細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，證實(shí)了O-乙酰葡糖胺糖基化通過(guò)激活ERK1/2和上調(diào)cyclin D2參與調(diào)控心肌肥大的機(jī)制參

7、與糖尿病大鼠在體心肌病變進(jìn)程。
　　 3.O-乙酰葡糖胺糖基化在高糖抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞增殖遷移過(guò)程中的作用
　　 既往體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)均證實(shí)高糖抑制了內(nèi)皮細(xì)胞的成血管能力，而內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移是成血管過(guò)程的基礎(chǔ)。高糖誘導(dǎo)的O-乙酰葡糖胺糖基化水平升高在高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞損害中的作用仍在探索中。基于心肌細(xì)胞中O-乙酰葡糖胺糖基化的調(diào)控作用，我們研究了高糖環(huán)境下人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖遷移受到的影響，及O-乙酰葡糖胺糖基化水