ALDH2在1型糖尿病誘導(dǎo)的心肌損傷中的保護作用及新機制.pdf

1、研究背景：
　　糖尿病是一種代謝紊亂性疾病,其并發(fā)癥可引起全身多系統(tǒng)損害且預(yù)后極差,對社會和經(jīng)濟帶來沉重的負擔(dān)。流行病學(xué)資料表明,糖尿病是心血管疾病的等危癥。如何減輕1型糖尿病對心肌造成的損害,降低患者病死率,提高其生活質(zhì)量是目前亟待解決的重要問題。乙醛脫氫酶2(ALDH2)是存在于線粒體內(nèi)的一種重要的醛類氧化酶,能夠催化乙醇代謝產(chǎn)物乙醛氧化為乙酸,并且氧化分解乙醛衍生物4-壬烯醛(4-HNE)為無毒性的相應(yīng)酸,減輕醛類氧化酶對細

2、胞造成的損傷。最新研究表明,ALDH2除對醛類的解毒作用外,對多種應(yīng)激因素導(dǎo)致的心肌損傷均具有保護作用。腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)存在于真核生物中,是ALDH2重要的下游分子,參與細胞能量代謝、自噬等多種生物學(xué)活動。研究表明,ALDH2通過AMPK信號通路對缺血再灌注導(dǎo)致的心肌損傷發(fā)揮保護作用;ALDH2選擇性激動劑Alda-1通過激活A(yù)MPK信號通路有效改善酒精引起的心肌損傷。然而,ALDH2在1型糖尿病誘導(dǎo)的心肌損傷中的作用及機

3、制目前尚不清楚。最新研究發(fā)現(xiàn),在STZ誘導(dǎo)的1型糖尿病小鼠模型中觀察到自噬標志蛋白表達水平下降,提示自噬下調(diào)很可能是高糖導(dǎo)致心肌損傷的重要原因機制,但是目前尚無研究表明ALDH2對高糖導(dǎo)致的心肌細胞自噬水平的影響。
　　因此,我們擬對如下問題進行研究:①ALDH2在1型糖尿病誘導(dǎo)的心肌損傷中的作用;②ALDH2的這種作用是否通過AMPK信號通路調(diào)節(jié)自噬來實現(xiàn)的,為防治糖尿病心肌損傷提供新的策略和治療靶點。
　　研究目的：

4、r>　　通過在體和細胞水平觀察ALDH2對1型糖尿病誘導(dǎo)的心肌功能及細胞存活、凋亡、線粒體膜電位及細胞內(nèi)自噬水平的影響,探討ALDH2是否通過激活A(yù)MPK信號通路調(diào)節(jié)自噬保護1型糖尿病誘導(dǎo)的心肌損傷,進一步明確自噬在ALDH2心肌保護作用中的地位,闡明ALDH2在1型糖尿病心肌損傷中的保護作用機制,為其作為有效的心肌保護靶點提供理論依據(jù)。
　　研究方法：
　　采用腹腔注射STZ的方法誘導(dǎo)1型糖尿病模型,檢測心肌收縮舒張功能、

5、心肌內(nèi)Ca2+瞬變、組織學(xué)染色檢測心肌橫截面積,通過western blot檢測心肌組織中自噬標志蛋白及其上游相關(guān)蛋白表達水平。以30mmol/L葡萄糖誘導(dǎo)培養(yǎng)H9C2心肌細胞48h,經(jīng)ALDH2選擇性激動劑Alda-1(20μM)、自噬抑制劑3-MA(10mM)、自噬激活劑Rapamycin(Rapa,100nM)及AMPK抑制劑Compound C(CC,10mM)干預(yù)后,用MTT法檢測細胞存活率,TUNEL試劑盒檢測細胞凋亡及JC

6、-1檢測試劑盒檢測細胞線粒體膜電位,western blot檢測P62、Atg7、LC3B自噬標志蛋白及自噬上游重要調(diào)控蛋白ULK1、AMPK和FoxO3a表達及磷酸化水平。
　　研究結(jié)果：
　　(1)ALDH2過表達小鼠可部分抵消FVB-STZ組小鼠心肌細胞收縮、舒張功能異常;糖尿病小鼠心肌細胞內(nèi)Ca2+蓄積及清除能力下降均被ALDH2過表達部分恢復(fù);組織學(xué)染色表明,STZ誘導(dǎo)糖尿病小鼠心肌肥厚,ALDH2過表達小鼠心肌肥

7、厚程度顯著減輕;糖尿病導(dǎo)致小鼠心肌組織中P62和叉頭轉(zhuǎn)錄因子3a(Forkhead box O3a,FoxO3a)磷酸化表達增加,Atg7、LC3B和AMPK磷酸化表達顯著降低,而ALDH2過表達可部分逆轉(zhuǎn)上述蛋白的表達變化(P<0.05)。
　　(2)與對照組相比,高濃度葡萄糖培養(yǎng)H9C2心肌細胞后,細胞存活率、線粒體膜電位顯著降低,凋亡數(shù)量明顯升高,P62表達和FoxO3a磷酸化水平明顯上調(diào),Atg7、LC3B表達和AMPK、

8、ULK1磷酸化水平顯著降低(P<0.05);
　　(3)ALDH2選擇性激動劑Alda-1顯著提高高糖誘導(dǎo)的H9C2心肌細胞存活率,改善線粒體功能,降低細胞凋亡率,降低高糖導(dǎo)致的P62和p-FoxO3a蛋白表達的升高,增加Atg7、LC3B蛋白表達和AMPK、ULK1蛋白磷酸化(P<0.05);
　　(4)自噬抑制劑3-MA部分抵消Alda-1對細胞的保護作用,而自噬激活劑Rapa對高糖導(dǎo)致的H9C2心肌細胞損傷具有保護作用