背景糖尿病心肌病是独立于冠脉疾病或高血压等糖尿病继发性损害之外,存在的以心肌细胞肥大、凋亡,纤维胶原沉积及舒张功能障碍为主要特征的糖尿病心肌病变,是糖尿病病人发展为心功能不全的重要病因之一。心肌细胞肥大、凋亡和心肌间质纤维化是其主要的病理特征,代谢紊乱和炎症激活在疾病的发生发展中具有重要意义。然而具体机制目前尚未阐明,如何进一步探明其机制,寻求新的治疗靶点至关重要。既往关于DCM发病机制的研究往往从“致病因素”角度出发,而机体自身“保护因素”鲜有涉及。人类机体作为一个精密运行的整体,在病理状态下,神经体液及免疫系统的调控尤为突出,通过上调或下调,抵抗、去除、侵袭作用,发挥最大程度的保护功能。已发现,机体自身保护系统的调节在多种疾病发生发展中发挥重要角色,而在这其中,各种细胞信号转导通路都起到了不可或缺的“调度”作用。酪氨酸激酶2/信号转导子和转录激活子3 (janus kinase/signal transducer and activator of transcription, JAK2/STAT3)通路是重要的炎症通路及细胞促存活通路,被认为在缺血再灌注损伤,心力衰竭等过程中起到代偿保护作用。该通路是多种细胞因子和生长因子在细胞内传递信号的共同途径,参与机体免疫反应、血管细胞迁移增殖和凋亡等多种生物学活动,具有心肌代偿保护作用的潜能,然而JAK2/STAT3通路在糖尿病心肌病中的改变及其意义目前都尚不明确。二甲双胍是糖尿病治疗的常规一线药物,其临床证据和基础研究证据显示,作为AMP依赖的蛋白激酶(adenosine 5’-monophosphate (AMP)-activated protein kinase, AMPK)激动剂,它除具有降糖作用之外,还具有心血管保护作用,然而具体机制未完全阐明。西格列汀是新兴的糖尿病治疗药物,作为二肽基肽酶4(dipeptidyl-peptidase 4, DPP-4)受体抑制剂,通过提高胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide 1, GLP-1)水平,发挥生物学效应。由于缺乏相关的临床及基础研究,西格列汀对心血管的保护作用仍存在相悖的观点,而其是否能延缓糖尿病心肌病的发生发展,尚无明确证据。目的1.选取不同时期的糖尿病大鼠和同时期单纯高脂喂养大鼠、普通饮食喂养大鼠作对比,观察JAK2/STAT3通路的变化与疾病发展中左室重构及炎症程度的关系；2.探讨比较二甲双胍和西格列汀在糖尿病心肌病进展中各自的干预作用及可能涉及的机制。研究方法1.选取5周龄SD雄性大鼠110只(体重120g±20g/只),行腹腔胰岛素耐量试验(intraperitoneal insulin tolerance test, IPITT)后,适应喂养1周后,随机分为普通饮食组(Control)34只和高脂饮食组(HFD)76只,两组按照喂养时程各自再分为1w组(Control-lw, HFD-lw)和4w组(Control-4w, HFD-4w)各4只,余继续喂养。4周后再次行IPITT, HFD组大鼠随机分为继续高脂饮食组(HFD)和糖尿病组(DM), DM组大鼠出现胰岛素抵抗者给予一次性腹腔注射STZ27.5mg/kg, Control组和HFD组大鼠给予同等剂量枸橼酸钠缓冲液腹腔注射。各组以原饲料继续喂养1周后,测定空腹血糖(fasting blood glucose, FBG)和空腹胰岛素(fasting insulin, FINS),计算稳态胰岛素评估模型的胰岛素抵抗(HOMA-IR)指数。连续两次空腹血糖≥11.1mmol/L,胰岛素敏感性减低且有多尿、多饮、多食现象的大鼠定义为2型糖尿病大鼠建模成功。普通饮食组的大鼠随机分为普通饮食不同时程组(Control-9w, Control-14w, Control-21w组),每亚组各6只。原高脂组的大鼠随机分为高脂饮食不同时程组(HFD-9w, HFD-14w, HFD-21w组),每亚组各6只；糖尿病组大鼠随机分为糖尿病不同时程及药物干预组(DM-9w, DM-14w, DM-21w, MET, STAG10, STAG20组),每亚组各8只,自糖尿病组建模成功后MET组大鼠给予200mg/kg/day二甲双胍灌胃,STAG10组大鼠给予10mg/kg/day西格列汀灌胃,STAG20组大鼠给予20mg/kg/day西格列汀灌胃,一直至实验结束(药物干预时间总计16周)；糖尿病未成模者10只。2.各组大鼠处死前行超声心动图检查,检测观察左室舒张末内径(LVEDd)、短轴收缩率(FS)、左室射血分数(LVEF)、室间隔厚度(IVSd)、舒张期末左室后壁厚度(LVPWd)二尖瓣E/A及组织多普勒E’/A’等指标。各组大鼠处死前行心导管检测,评估左室舒张末压(LVEDP)。经腹主动脉取血检测血糖、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin, HbA1C)、血脂、BNP、IL-6和TNF-a。提取心肌组织蛋白行蛋白免疫印迹检测STAT3酪氨酸位点(Tyr705)的磷酸化程度,JAK2磷酸化程度,活化caspase3、Bcl-2、Bax、p-ERK和ERK的表达情况。心肌石蜡病理切片进行苏木精-伊红(HE)、Masson及天狼星红染色以及免疫组化检测Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、ⅠL-6、TNF-α及TUNEL法检测细胞凋亡等形态学实验。研究结果1.1周时普通饮食和高脂饮食两组之间体重、空腹血糖、血脂、炎性指标、超声、心导管等各指标间无显著差异；2.与同时期普通饮食对照组大鼠(Control-4w, Control-9w, Control-14w, Control-21w组)相比,高脂饮食组大鼠(HFD-4w, HFD-9w, HFD-14w, HFD-21w组)出现胰岛素抵抗、血糖轻度上升、炎性指标IL-6和TNF-a水平的显著升高,HFD-9w, HFD-14w, HFD-21w组左室舒张功能障碍,HFD-21w组大鼠左室重构明显；与同时期普通饮食及高脂饮食大鼠相比,糖尿病组大鼠(DM-9w, DM-14w, DM-21w)胰岛素抵抗、血糖升高和IL-6, TNF-a升高显著(重于高脂组),左室舒张功能障碍明显,收缩功能下降(但仍处于正常水平),左室舒张末压增大,DM-14w及DM-21w组左室重构显著(重于高脂组)；3.与Control-9w, Control-14w, Control-21w组相比,HFD-9w, HFD-14w, HFD-21w及DM-9w, DM-14w, DM-21w组大鼠血清甘油三脂、胆固醇、BNP水平显著升高(P<0.05)；与HFD-9w, HFD-14w, HFD-21 w组大鼠相比,DM-9w,DM-14w,DM-21w血清BNP显著升高(P<0.05)；4.与 Control-4w, Control-9w, Control-14w, Control-21 w组相比, HFD-4w, HFD-9w, HFD-14w, HFD-21w组大鼠心肌细胞JAK2/STAT3通路显著激活；与HFD-9w组相比,DM-9w组大鼠心肌细胞JAK2/STAT3通路显著激活；与HFD-14w、 HFD-21w组相比,DM-14w、DM-21w组大鼠心肌细胞JAK2/STAT3通路抑制；与Control-14w组相比,DM-14w组大鼠心肌细胞JAK2/STAT3通路显著激活；与Control-21w组相比,DM-2 1w组大鼠心肌细胞JAK2/STAT3通路表达水平无差异；5.与Control-9w, Control-14w, Control-21 w组相比,HFD-9w, HFD-14w, HFD-21w组大鼠心肌Bax/Bcl-2比值及cleaved caspase3表达显著升高；与HFD-9w, HFD-14w, HFD-21w组相比,DM-9w, DM-14w, DM-21w大鼠心肌Bax/Bcl-2比值及 cleaved caspase3表达显著升高；6.糖尿病大鼠给予二甲双胍(MET)和不同剂量的西格列汀(STAG10, STAG20)均可有效降糖,但未能降至正常水平,MET、STAG10和STAG20降糖程度无显著性差异。MET、STAG10、STAG20 较 DM-21W组大鼠炎症状态有显著改善,三组之间无显著统计学差异。MET、STAG10、STAG20较DM-21W组大鼠细胞凋亡、间质纤维化、左室重构程度都显著减轻,MET优于STAG10 和 STAG20两组, STAG10 和 STAG20之间无统计学差异。MET组JAK2/STAT3水平较DM-21w组及不同剂量西格列汀组STAG10、STAG20显著激活,STAG10、 STAG20组较DM-21w组JAK2/STAT3通路激活但差异未达到统计学水平。结论1.炎症参与到2型糖尿病大鼠的糖尿病心肌病和单纯高脂饮食肥胖大鼠的左室重构中；2.2型糖尿病大鼠左室重构的严重程度和炎症激活程度均高于单纯高脂饮食肥胖大鼠；3.炎症的持续累积在单纯高脂饮食肥胖大鼠可引起JAK2/STAT3通路的持续激活；而在2型糖尿病大鼠中,JAK2/STAT3 通路在早期显著激活,在中晚期激活不明显,该通路的调节异常可能是糖尿病心肌病发展的机制之一；4.二甲双胍和西格列汀均能改善炎症状态及糖尿病心肌病的进展,二甲双胍的改善作用更加显著；5. JAK2/STAT3通路的激活可能是二甲双胍改善糖尿病心肌病进展的机制之一,其相关性以及JAK2/STAT3通路在糖尿病心肌病中所发挥的作用需要进一步探背景既往相关的体内和体外实验结果显示,高糖刺激可促进心脏成纤维细胞增殖,促进胶原沉积。然而高糖刺激对心肌细胞直接的刺激作用及伴随的JAK2/STAT3通路的改变鲜有报道,其结论也并不一致。我们课题研究的前期动物实验结果显示,在糖尿病心肌病发生发展过程中,JAK2/STAT3通路随着疾病的发展、炎症的加重而激活,然而在疾病发展中晚期该激活作用不明显甚至被抑制,JAK2/STAT3通路的动态改变与炎症激活之间的不一致性是否由高糖刺激引起,其具体机制不明确。二甲双胍干预后可显著激活该通路,但是其对糖尿病心肌病的改善作用与该通路激活的相关性尚不得而知。因此细胞实验部分主要是观察高糖刺激对心肌细胞的损伤与JAK2/STAT3通路动态演变的相关性,以及二甲双胍的保护作用机制。目的1.高糖刺激引起心肌细胞凋亡和JAK2/STAT3通路动态演变的相关性；2.二甲双胍在细胞水平对高糖刺激下JAK2/STAT3通路的影响及作用。研究方法1.原代心肌细胞培养取出生1-2天SD大鼠乳鼠,分离出心脏(左心室为主)后,剪碎、胰酶消化、差速贴壁法获得原代心肌细胞,可见心肌细胞搏动,应用正常糖浓度(5.5mM)培养基培养大乳鼠原代心肌细胞,待细胞状态良好(贴壁2天作用)时饥饿刺激12h后进行实验分组和干预。2.实验分组和干预(1)正常糖浓度(5.5mM)组、高糖(33mM)组、含5.5mM葡萄糖+27.5mM甘露醇的等渗组,另各再分不同的时间干预组；(2)二甲双胍不同的浓度干预(0.1mM,0.5mM, 1mM);(3)二甲双胍,5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷(AICAR), AG490,二甲双胍联合JAK2特异性抑制剂AG490分别干预。3.蛋白印迹(Western bot)检测JAK2/STAT3通路改变,BAX,BCL2蛋白水平4.流式检测细胞凋亡采用Annexin V/PI染色流式细胞技术方法,检测心肌细胞的凋亡发生率。结果1.高糖刺激(33mM)48h可以引起原代心肌细胞凋亡显著增加；2.高糖刺激(33mM)在48h时STAT3通路表达显著减少；3.二甲双胍(1mM)及AICAR(1mM)可分别显著减少细胞凋亡,同时伴有AMPK及STAT3通路的显著激活,在应用JAK2抑制剂AG490后二甲双胍改善凋亡作用减弱。结论高糖可诱导心肌细胞凋亡,同时伴有STAT3活性的下调；二甲双胍能够改善高糖刺激诱导下的心肌细胞凋亡,可能与通过AMPK激活STAT3通路有关。目的：越来越多的基础研究和临床研究显示,糖尿病病程可影响冠心病病人的心血管并发症和病死率。然而目前尚无相关的研究对糖尿病病程对不同冠脉再通方式的冠心病人远期预后进行的分析,本文比较不同糖尿病病程对药物涂层支架植入术(DES)和冠状动脉旁路移植术(CABG)不同的冠状动脉再通方式远期预后的影响。方法：连续纳入820名进行初次冠脉再通术(DES/CABG)伴有糖尿病的稳定型冠心病患者,其中进行DES者451例,进行CABG者369例。观察的终点包括主要心血管事件(MACEs),包括再次血运重建、非致死性心梗和心源性死亡；主要心脑血管时间(MACCESs),包括主要心血管事件及中风。采用COX多元回归及倾向性评分校正的方法进行统计分析。结果：经过对多个基线混杂因素的校正,不受糖尿病病程是否大于5年的影响,3年时DES组患者3年MACEs风险显著高于CABG组(HR 2.27,95% CI 1.19-4.31,p=0.01；HR3.73,95% CI 2.72-10.12,p<0.01)。再次血运重建的对比趋势和MACEs一致。然而,行DES的患者中风的发生率显著低于CABG组,尤其在糖尿病病程≥5年组这一优势更显著(HR 0.02,95% CI0.002-0.12,p<0.01)。在糖尿病病程≥5年的患者中,3年的MACCEs发生率DES组显著高于CABG组(HR 2.13,95% CI 1.34-3.39,p<0.01),然而在糖尿病病程<5年的患者中,二者无显著差异(HR 1.03,95% CI0.65-1.63,p=0.91)。糖尿病病程(是否大于5年)和冠脉再通方式对于MACCEs的预后具有交互作用(p for interaction=0.04)。对于死亡和非致死性心梗来说,其趋势与MACCEs大致一致,然而在这两方面糖尿病病程和冠脉再通方式之间并没有显著的交互作用(p for interaction=0.16,0.23 respectively)。结论：本研究结果显示糖尿病病程对伴有糖尿病的稳定型冠心病患者DES/CABG术后MACCEs的预后判断具有指导意义,提示对伴有糖尿病的稳定型冠心病患者进行初次血管再通方法选择时需要考虑糖尿病病程。