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目的:自噬在细胞内会形成具有典型双层膜结构的的囊泡(自噬体),自噬体内包含有待降解的蛋白质和(或)受损的细胞器,含有这些待降解物质的自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体,自噬溶酶体内的蛋白酶将其内含物消化成氨基酸等能量物质供细胞维持其稳态。在糖尿病病理生理状态下,心肌细胞自噬水平会显著增加。心肌细胞内过度激活的自噬有可能影响心肌肌纤维及线粒体的功能,从而引起心脏舒张功能的改变。抑制过度激活的自噬可能通过影响心肌肌联蛋白的功能从而对糖尿病引起的射血分数保留型心力衰竭起到治疗作用。 方法:①采用STZ诱导的I型糖尿病小鼠模型。利用心脏彩色超声心动图技术观察糖尿病小鼠心脏功能。②采用STZ诱导的I型糖尿病小鼠模型,观察腹腔注射自噬抑制剂氯喹、3-MA和自噬激动剂雷帕霉素14天小鼠血糖、体重;末次给药后,彩色超声多普勒观察各组小鼠心脏功能;Western Blot分析小鼠自噬相关蛋白LC3、p62的表达;透射电镜观察各组小鼠自噬体及自噬溶酶体数量;琼脂糖凝胶电泳后银染法观察小鼠心肌肌联蛋白N2BA和N2B两种亚型比值。 结果:① STZ诱导的糖尿病小鼠在成模后第7周开始出现心脏舒张功能障碍,小鼠心脏EF(Ejection Fraction;射血分数)、FS(Fractional shortening;短轴缩短率)等收缩功能指标无明显变化,舒张功能指标E/A峰倒置,MVDT(E-wave decelaration time)延长。②糖尿病小鼠给予自噬调节剂14天,糖尿病模型组及给药组相较于正常对照组血糖显著上升(P<0.01),糖尿病各组均出现了体重较正常对照组明显减轻(P<0.01),雷帕霉素组小鼠体重较糖尿病对照组进一步降低(P<0.01)。除雷帕霉素组出现心率较糖尿病对照组明显降低(P<0.01)外,其余各组均无明显变化。③糖尿病小鼠各组心脏体重均较正常对照组明显降低(P<0.01)。雷帕霉素组小鼠较糖尿病对照组心脏体重明显降低(P<0.01),心脏重量指数各组除雷帕霉素组外其余组均较正常对照组明显降低(P<0.05),左心室重量指数糖尿病对照组和雷帕霉素组较正常组明显降低外(P<0.05),其余组均无明显变化(P>0.05)。④腹腔注射自噬抑制剂氯喹后,糖尿病收缩功能指标EF和FS相对于正常对照组和糖尿病对照组无显著差异(P>0.05),糖尿病小鼠舒张功能指标 E/A峰与糖尿病对照组相比显著增加(P<0.01)、MVDT与糖尿病对照组相比显著降低(P<0.05)。心肌肌联蛋白N2BA/N2B比值与糖尿病对照组相比显著降低(P<0.01)。自噬相关蛋白LC3-II/LC3-I比值较糖尿病对照组显著降低(P<0.05),p62蛋白的表达较糖尿病对照组显著增加(P<0.01),透射电镜观察自噬体和自噬溶酶体数量较糖尿病对照组显著减少。腹腔注射自噬抑制剂3-MA后,糖尿病收缩功能指标EF和FS相对于正常对照组和糖尿病对照组无显著差异(P>0.05),糖尿病小鼠舒张功能指标E/A峰与糖尿病对照组相比无显著变化(P>0.05),与正常对照组相比显著降低(P<0.05)、MVDT与糖尿病对照组及正常对照组相比无显著变化(P>0.05)。心肌肌联蛋白N2BA/N2B比值与糖尿病对照组相比无显著变化(P>0.05),相对于正常对照组显著增加(P<0.01)。自噬相关蛋白LC3-II/LC3-I比值较糖尿病对照组显著降低(P<0.05),p62蛋白的表达较糖尿病对照组显著增加(P<0.01),透射电镜观察自噬体和自噬溶酶体数量较糖尿病对照组减少。腹腔注射自噬增强剂雷帕霉素后,糖尿病收缩功能指标EF和FS相对于正常对照组和糖尿病对照组无显著差异(P>0.05),小鼠舒张功能E/A峰与糖尿病对照组相比显著降低(P<0.05),与正常对照组相比显著降低(P<0.01),MVDT与正常对照组相比显著增加(P<0.01)。心肌肌联蛋白N2BA/N2B比值与正常对照组相比显著增加(P<0.01)。自噬相关蛋白LC3-II/LC3-I比值较正常对照组显著增加(P<0.01),p62蛋白的表达较正常对照组明显增加(P<0.05),透射电镜观察自噬体和自噬溶酶体数量较正常对照组和糖尿病对照组增多。 结论: STZ诱导的I型糖尿病小鼠出现了典型的射血分数保留型心力衰竭的症状;其心脏自噬被明显激活,通过腹腔注射自噬抑制剂氯喹降低过度激活的自噬后心脏舒张功能得以恢复;降低自噬改善心脏舒张功能的机制可能与自噬调控心肌肌联蛋白的功能有关。