近年来全世界范围内糖尿病发病率迅猛增长，糖尿病患者以每年超过700万的速度递增。目前我国糖尿病患者超过9400万，已成为全世界糖尿病第一大国；此外，尚有约1.5亿人群还处于糖尿病前期状态。心血管并发症是糖尿病患者的“头号杀手”，糖尿病患者冠心病发病风险增高2-4倍，超过75%糖尿病患者因冠心病住院，并有超过50%的患者因冠心病死亡。更为重要的是，糖尿病不仅增加心肌梗死的发病率，而且增加心肌梗死后心绞痛、心衰、死亡的发生率。目前国内外针对糖尿病心肌组织损害的治疗策略，仍不能从根本上遏制糖尿病心血管并发症的发生和发展，糖尿病患者心血管并发症的发生率和死亡率仍然居高不下，防治任务还十分艰巨。心肌缺血导致的血管新生及侧支循环建立对于改善和维持缺血心肌的血供具有重要影响。临床研究表明，糖尿病明显抑制缺血心肌侧支循环的建立，表现为糖尿病心肌梗死后毛细血管及小动脉的密度显著低于非糖尿病组，这可能是糖尿病加重冠心病死亡率的重要途径，但其内在机制尚不清楚。糖尿病患者由于存在植物神经病变，往往发生无痛性心肌缺血甚至无痛性心肌梗死，并不能及时就医，因此代偿性血管新生及侧支循环的建立对于糖尿病患者的预后显得尤为重要，有助于维持其心脏的功能，延缓心力衰竭，减少猝死的发生率。阐明血管新生的关键机制对于改善糖尿病心梗预后具有重要的理论意义和临床价值。硫氧还蛋白相互作用蛋白（TXNIP）作为近些年在糖尿病研究领域的热点分子，介导了胰岛β细胞损伤过程，在糖尿病发生发展过程中占有关键地位。TXNIP的启动子区含有碳水化合物反应元件ChoRE，其转录和表达均受血糖调控。根据目前国内外取得的研究进展，我们在本研究中提出如下问题：①糖尿病患者体内的TXNIP呈高表达状态，是糖尿病、高糖状态早期反应基因，并最终导致了细胞氧化应激、炎症反应、细胞凋亡等生物学行为反应。糖尿病对缺血心肌血管新生的影响是否也与TXNIP有关呢？②Wnt/β-catenin信号通路在胚胎发育过程中调控细胞的增殖、迁移和分化，在心脏发育、血管生成、心肌肥厚、动脉粥样硬化发生发展过程中发挥了重要作用。TXNIP是否可以通过Wnt/β-catenin发挥细胞调节功能呢？③Wnt/β-catenin信号通路在小鼠心梗后可被激活，缺血心肌冠脉内皮细胞β-catenin核转位增加，而糖尿病条件下心肌梗死后心脏内皮细胞β-catenin表达水平如何？所有上述问题都需要进一步深入研究。【目的】1.构建糖尿病心梗模型，明确糖尿病心肌梗死时心脏血管新生、侧支循环建立受损与糖尿病加重心肌梗死损伤的相关性。2.分析糖尿病心肌梗死中TXNIP与β-catenin的表达变化，探讨糖尿病心肌梗死时心脏血管新生、侧支循环建立受损的机制。3.明确β-catenin在糖尿病心肌梗死心脏血管新生、侧支循环建立受损中的地位，阐明纠正Wnt部分恢复糖尿病心梗后血管再生能力的机制。【研究方法】1.选取8周龄C57雄性小鼠，连续5天腹腔注射链脲佐菌素（STZ）50mg/kg，以连续3次随机血糖＞11.1mmol/L视为糖尿病造模成功。在糖尿病模型的基础上，通过结扎冠状动脉左前降支构建糖尿病小鼠心肌梗死模型。2.将小鼠随机分为4组，分别为：非糖尿病+假手术组（CS）、糖尿病+假手术组（DS）、非糖尿病+心梗组（CMI）、糖尿病+心梗组（DMI）。心梗4天后检测心脏内皮细胞增殖、凋亡，内皮细胞TXNIP和β-catenin蛋白和超氧阴离子水平，心梗30天时检测心脏血管密度、心功能。3.将糖尿病心梗小鼠随机分为2组：糖尿病+心梗组（DMI）、糖尿病+心梗（DMI）+氯化锂（LiCl）组，心梗4天后检测心脏内皮细胞增殖、凋亡，内皮细胞β-catenin蛋白水平，心梗30天后检测心脏血管密度、心功能。4.采用TUNEL与CD31免疫荧光双标法，应用激光共聚焦显微镜下观察各组小鼠心脏内皮细胞凋亡情况。5.分别采用CD31和Ki67，CD31和TXNIP，CD31和β-catenin免疫荧光双标法，应用激光共聚焦显微镜观察各组小鼠心脏内皮细胞增殖、TXNIP和β-catenin表达情况。6.采用CD31免疫组化法，观察各组小鼠心脏血管密度情况。7.采用小动物超声的方法，检测各组小鼠心功能变化。8.培养人脐静脉内皮细胞（HUVEC），随机分为以下5组：A.对照组（5.5mmol/L葡萄糖）、高糖组（22mmol/L葡萄糖、33mmol/L葡萄糖）；B.对照组（5.5mmol/L葡萄糖）、高糖（33mmol/L葡萄糖）+si NC组、高糖（33mmol/L葡萄糖）+si TXNIP组；C.对照组（5.5mmol/L）、高糖（33mmol/L）+si NC组、高糖（33mmol/L）+si TXNIP组、高糖（33mmol/L）+H2O2组、高糖（33mmol/L）+H2O2+si TXNIP组；D.对照组（5.5mmol/L葡萄糖）、对照（5.5mmol/L葡萄糖）+Wnt3a（200ng/ml）组、高糖组（33mmol/L葡萄糖）、高糖（33mmol/L葡萄糖）+Wnt3a（200ng/ml）组；E.对照组（5.5mmol/L葡萄糖）、对照（5.5mmol/L葡萄糖）+LiCl（200μmol/L）组、高糖组（33mmol/L葡萄糖）、高糖（33mmol/L葡萄糖）+LiC（l200μmol/L）组。9.采用双荧光报告系统检测β-catenin活性。10.通过实时定量PCR法检测TXNIP、Cyclin D1、C-myc转录水平。11.通过Western blotting、免疫荧光法检测TXNIP、β-catenin蛋白水平。12.采用超氧化物阴离子探针检测各组心肌ROS水平。13.采用流式细胞仪检测各组HUVEC细胞周期。14.采用MTT法检测各组HUVEC细胞增殖能力。15.采用划痕和Transwell法检测各组HUVEC细胞迁移能力。【研究结果】1.糖尿病组心脏收缩功能轻度下降，内皮细胞凋亡增加；与非糖尿病组相比，糖尿病组合并心梗时心肌收缩功能显著下降，心脏内皮细胞凋亡明显增加；与非糖尿病组相比，糖尿病组合并心梗时，心脏内皮细胞增殖显著减少，心脏血管密度下降。2.糖尿病组心脏及心脏内皮细胞TXNIP表达水平明显升高，β-catenin核转位减少，高糖培养条件下HUVEC细胞TXNIP表达水平明显升高，荧光报告系统β-catenin读数显著降低，核转位减少，β-catenin下游Cyclin D1、C-myc转录水平显著下调，呈浓度依赖性降低。与非糖尿病组相比，糖尿病组发生心梗时心脏及心脏内皮TXNIP表达明显升高，β-catenin核转位减少；与非糖尿病组相比，糖尿病组发生心梗时ROS生成显著增加。3.与高糖组比较，si RNA干涉TXNIP可以诱导荧光报告系统β-catenin读数明显恢复；高糖加用活性氧清除剂NAC，荧光报告系统读数明显恢复；高糖加用si RNA干涉TXNIP基础上，加用H2O2时荧光报告系统β-catenin读数明显下调。4. Wnt3a（200ng/ml）处理36h促进了β-catenin，核转位增加；高糖组β-catenin表达量和核转位都明显减少，加用Wnt3a时部分恢复了β-catenin的表达和核转位。5.高糖处理36h，代表HUVEC细胞增殖的S期与G1期比值减少，细胞生长明显受到抑制；外源性补充Wnt3a可以部分恢复S期与G1期比值，部分恢复HUVEC增殖能力；高糖培养HUVEC细胞迁移能力受到抑制，外源性补充Wnt3a可以部分恢复HUVEC迁移能力；高糖可以抑制荧光报告系统β-catenin读数以β-cateni与核转位，加用LiCl（200μmol/L）荧光报告系统β-catenin读数，以及β-catenin核转位明显恢复。6.腹腔注射LiC（l200mg/kg）部分恢复糖尿病心肌梗死导致心脏内皮细胞β-catenin活性减少，促进了心脏内皮细胞增殖，减少了心脏内皮细胞凋亡。7.腹腔注射LiCl（200mg/kg）可以部分恢复糖尿病心肌梗死导致的血管生成障碍，增加血管密度，改善左室收缩功能。【结论】通过本课题的研究，我们发现糖尿病心肌缺血后代偿性血管生成减少，首次发现了TXNIP在糖尿病心肌梗死周边区内皮细胞中表达升高及其对血管发生的影响，明确了TXNIP作为潜在的抑制血管新生基因对增殖、迁移相关基因β-catenin的调控机制，阐明了Wnt信号对改善糖尿病心梗后血管新生和心脏功能的重要影响。该研究为糖尿病心肌缺血后血管生成障碍的防治提供了新的靶点及重要的理论依据。