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目的：
糖尿病在整个世界范围内迅速的产生和发展，是一个重大的全球性健康问题。糖尿病长期的高血糖症和代谢紊乱会直接损害患者的全身组织和器官，致使多种严重的并发症，心血管疾病是其中最常见的并发症，糖尿病性心肌病（DCM）是心血管疾病的一种。DCM的特征是心脏间质和血管周围的纤维化，心室肥大以及舒张和收缩功能障碍，其中心脏纤维化是DCM最典型的病理特征。发生DCM的潜在因素多重且复杂，包括氧化应激，炎症，线粒体功能和心肌细胞凋亡，但是目前尚不清楚确切分子机制。越来越多证据表明，糖尿病并发症与STAT3活性之间存在潜在的联系，但STAT3在DCM中的确切作用仍是一个谜，且在糖尿病的情况下，导致STAT3激活的上游仍然未知。EGFR是STAT3的一种潜在激活剂，且已有研究发现在实验性糖尿病和暴露于高浓度葡萄糖的培养细胞中EGFR激活，还有报道称EGFR在心肌细胞功能中起作用，之前也发现在糖尿病小鼠心肌组织中EGFR活性增加，基于以上研究发现，本实验拟探讨：
1.糖尿病状态下心脏组织中EGFR是否激活STAT3。
2.EGFR–STAT3信号传导轴是否诱导心脏纤维化。
3.抑制EGFR–STAT3轴是否可预防糖尿病小鼠功能性心脏缺陷。
方法：
1.动物层面：雄性C57BL/6小鼠腹膜内注射链脲佐菌素（STZ）建立1型糖尿病模型，造模成功后隔日灌胃S3I-201或厄洛替尼16周进行治疗。每两周于特定时间点记录血糖和体重。造模第18周时，利用心脏超声技术检测小鼠心功能，随后麻醉处死小鼠，收集血液样本和心脏组织，部分心脏组织于4％多聚甲醛固定，之后进行H&E、Masson等病理分析；部分心脏组织用于Western Blot和RT-qPCR进行蛋白和mRNA表达分析，检测心脏组织肥大和纤维化等损伤指标及STAT3的活性。血液样本获血清用于测定乳酸脱氢酶及肌酸激酶同工酶等生化指标，从多方面综合评价抑制EGFR-STAT3信号传导轴对糖尿病心肌病的保护作用。
2.细胞层面：
(1)大鼠心肌细胞系（H9C2）经S3I-201或厄洛替尼预保护后，给予高糖（HG，33mM）刺激建立模型，处理后的细胞利用Western Blot等方法检测肥大、纤维化等相关指标，验证EGFR-STAT3在高糖条件下的激活。
(2)培养H9C2心肌细胞系，利用siRNA沉默EGFR和STAT3基因，在HG刺激下利用Western Blot，再次验证EGFR与STAT3之间的关系。
(3)提取SD大鼠乳鼠原代心肌细胞，在抑制剂作用和高糖刺激下，使用Western Blot，进一步验证EGFR与STAT3之间的关系。
结果：
本实验结果表明，糖尿病状态下小鼠的心肌形态发生改变，心脏功能受损。在小鼠心肌组织中，高血糖症引起STAT3的磷酸化水平升高，促纤维化基因及促肥大基因的mRNA和蛋白表达水平都显著升高。使用抑制剂S3I-201和厄洛替尼对糖尿病小鼠进行治疗后，可以观察到，小鼠的心肌形态和心脏功能都得到了明显的改善，心肌组织中STAT3的磷酸化水平，以及促纤维化和肥大基因的mRNA和蛋白水平均没有明显升高。
以上结果在体外实验中均得到了验证。在培养的心肌细胞H9C2中，高浓度葡萄糖诱导EGFR磷酸化水平升高，从而介导STAT3的磷酸化水平升高，并且在STAT3磷酸化达到最高程度的时间内，使STAT3磷酸化经典的上游IL-6的表达并未增高。高糖刺激也使得心肌细胞中促肥大和纤维化基因的蛋白质和mRNA的表达增高。同样，在乳大鼠的原代心肌细胞中，高糖刺激下也发现了相应的基因表达水平增高。并且在心肌细胞和原代心肌细胞中，使用抑制剂S3I-201或厄洛替尼预处理细胞，抑制STAT3或EGFR活性后，再进行高糖刺激，结果发现使用抑制剂可以抑制相应基因表达的升高。进一步在心肌细胞中使用siRNA沉默STAT3或EGFR后得到了与使用抑制剂相同的结果。
结论：
1.在高糖刺激心肌细胞及糖尿病心脏组织中，EGFR介导了STAT3的激活，且该通路独立于经典的IL-6机制。
2.EGFR-STAT3信号转导的抑制改善了STZ诱导的1型糖尿病小鼠模型的心脏功能。
3.EGFR-STAT3信号转导的抑制缓解了糖尿病小鼠的心脏肥大和纤维化和高糖引起的心肌细胞的肥大和纤维化。
4.本实验结果提示EGFR-STAT3信号传导轴可作为DCM的发展和进程中一种新颖的致病机制。
糖尿病在整个世界范围内迅速的产生和发展，是一个重大的全球性健康问题。糖尿病长期的高血糖症和代谢紊乱会直接损害患者的全身组织和器官，致使多种严重的并发症，心血管疾病是其中最常见的并发症，糖尿病性心肌病（DCM）是心血管疾病的一种。DCM的特征是心脏间质和血管周围的纤维化，心室肥大以及舒张和收缩功能障碍，其中心脏纤维化是DCM最典型的病理特征。发生DCM的潜在因素多重且复杂，包括氧化应激，炎症，线粒体功能和心肌细胞凋亡，但是目前尚不清楚确切分子机制。越来越多证据表明，糖尿病并发症与STAT3活性之间存在潜在的联系，但STAT3在DCM中的确切作用仍是一个谜，且在糖尿病的情况下，导致STAT3激活的上游仍然未知。EGFR是STAT3的一种潜在激活剂，且已有研究发现在实验性糖尿病和暴露于高浓度葡萄糖的培养细胞中EGFR激活，还有报道称EGFR在心肌细胞功能中起作用，之前也发现在糖尿病小鼠心肌组织中EGFR活性增加，基于以上研究发现，本实验拟探讨：
1.糖尿病状态下心脏组织中EGFR是否激活STAT3。
2.EGFR–STAT3信号传导轴是否诱导心脏纤维化。
3.抑制EGFR–STAT3轴是否可预防糖尿病小鼠功能性心脏缺陷。
方法：
1.动物层面：雄性C57BL/6小鼠腹膜内注射链脲佐菌素（STZ）建立1型糖尿病模型，造模成功后隔日灌胃S3I-201或厄洛替尼16周进行治疗。每两周于特定时间点记录血糖和体重。造模第18周时，利用心脏超声技术检测小鼠心功能，随后麻醉处死小鼠，收集血液样本和心脏组织，部分心脏组织于4％多聚甲醛固定，之后进行H&E、Masson等病理分析；部分心脏组织用于Western Blot和RT-qPCR进行蛋白和mRNA表达分析，检测心脏组织肥大和纤维化等损伤指标及STAT3的活性。血液样本获血清用于测定乳酸脱氢酶及肌酸激酶同工酶等生化指标，从多方面综合评价抑制EGFR-STAT3信号传导轴对糖尿病心肌病的保护作用。
2.细胞层面：
(1)大鼠心肌细胞系（H9C2）经S3I-201或厄洛替尼预保护后，给予高糖（HG，33mM）刺激建立模型，处理后的细胞利用Western Blot等方法检测肥大、纤维化等相关指标，验证EGFR-STAT3在高糖条件下的激活。
(2)培养H9C2心肌细胞系，利用siRNA沉默EGFR和STAT3基因，在HG刺激下利用Western Blot，再次验证EGFR与STAT3之间的关系。
(3)提取SD大鼠乳鼠原代心肌细胞，在抑制剂作用和高糖刺激下，使用Western Blot，进一步验证EGFR与STAT3之间的关系。
结果：
本实验结果表明，糖尿病状态下小鼠的心肌形态发生改变，心脏功能受损。在小鼠心肌组织中，高血糖症引起STAT3的磷酸化水平升高，促纤维化基因及促肥大基因的mRNA和蛋白表达水平都显著升高。使用抑制剂S3I-201和厄洛替尼对糖尿病小鼠进行治疗后，可以观察到，小鼠的心肌形态和心脏功能都得到了明显的改善，心肌组织中STAT3的磷酸化水平，以及促纤维化和肥大基因的mRNA和蛋白水平均没有明显升高。
以上结果在体外实验中均得到了验证。在培养的心肌细胞H9C2中，高浓度葡萄糖诱导EGFR磷酸化水平升高，从而介导STAT3的磷酸化水平升高，并且在STAT3磷酸化达到最高程度的时间内，使STAT3磷酸化经典的上游IL-6的表达并未增高。高糖刺激也使得心肌细胞中促肥大和纤维化基因的蛋白质和mRNA的表达增高。同样，在乳大鼠的原代心肌细胞中，高糖刺激下也发现了相应的基因表达水平增高。并且在心肌细胞和原代心肌细胞中，使用抑制剂S3I-201或厄洛替尼预处理细胞，抑制STAT3或EGFR活性后，再进行高糖刺激，结果发现使用抑制剂可以抑制相应基因表达的升高。进一步在心肌细胞中使用siRNA沉默STAT3或EGFR后得到了与使用抑制剂相同的结果。
结论：
1.在高糖刺激心肌细胞及糖尿病心脏组织中，EGFR介导了STAT3的激活，且该通路独立于经典的IL-6机制。
2.EGFR-STAT3信号转导的抑制改善了STZ诱导的1型糖尿病小鼠模型的心脏功能。
3.EGFR-STAT3信号转导的抑制缓解了糖尿病小鼠的心脏肥大和纤维化和高糖引起的心肌细胞的肥大和纤维化。
4.本实验结果提示EGFR-STAT3信号传导轴可作为DCM的发展和进程中一种新颖的致病机制。