初探解偶联蛋白2在胰岛素减轻脓毒症大鼠心肌功能障碍中的作用

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心功能障碍是脓毒症患者死亡的主要原因之一。合理胰岛素治疗可降低危重症患者死亡率。解偶联蛋白2(UCP2)因能减少线粒体ROS生成,被誉为“内源性抗氧化剂”。研究发现胰岛素可上调UCP2mRNA及蛋白表达,因此提出“胰岛素可能通过上调UCP2减轻脓毒症心功能障碍”的假说。
  目的:
  第一部分研究胰岛素能否提高脓毒症大鼠生存率并选择胰岛素最终治疗剂量;第二部分研究胰岛素能否减轻脓毒症大鼠心功能障碍以及能否上调UCP2蛋白表达;第三部分通过UCP2抑制剂京尼平,探讨UCP2在胰岛素减轻脓毒症H9c2细胞损伤中的作用。
  方法:
  第一部:脂多糖LPS腹腔注射建立脓毒症模型,将SD雄性大鼠随机分为正常对照组,LPS组、胰岛素1U/kg及胰岛素2.5U/kg组,分别监测造模前及造模后24小时内血糖水平和各组大鼠48小时生存率。
  第二部分:将SD雄性大鼠随机分为正常组、LPS组及胰岛素组,分别检测各组大鼠心功能、左心室组织病理改变,血清炎症因子和心肌损伤指标,线粒体氧化应激水平、线粒体功能及形态、细胞凋亡指数,以及UCP2蛋白水平。
  第三部分:通过LPS建立脓毒症H9c2细胞损伤模型,分别给予胰岛素和京尼平干预后,检测各组细胞活力、炎症因子水平、细胞损伤和氧化应激指标,线粒体膜电位、凋亡蛋白及UCP2蛋白表达水平。
  结果:
  第一部分:1U/kg胰岛素组大鼠整体血糖水平与LPS组无显著性差异,而2.5U/Kg胰岛素组整体血糖水平明显低于LPS组。与LPS组相比,胰岛素1U/kg组大鼠48小时生存率明显提高,而胰岛素2.5U/kg组则未见显著性改善,选用1U/kg胰岛素完成后续试验。
  第二部分:胰岛素能减轻LPS引起的左心室组织炎症改变,降低脓毒症大鼠血清TNF-α、IL-1β、LDH、c Tn-T水平,减轻脓毒症大鼠心功能抑制、心肌线粒体氧化应激损伤、线粒体功能障碍及超微结构破坏,下调脓毒症大鼠TUNEL染色阳性细胞率及凋亡蛋白(cleaved caspase-3、caspase-9、cytosolic CytC)表达,同时上调心肌组织Bcl-2/Bax比率及UCP2蛋白表达。
  第三部分:100出胰岛素能显著提高脓毒症H9c2细胞活力;10uM京尼平可抑制UCP2蛋白表达;抑制UCP2蛋白表达后,脓毒症H9c2细胞损伤加重;抑制UCP2表达后,胰岛素减轻脓毒症H9c2细胞损伤、炎症反应及氧化应激作用减弱;抑制UCP2蛋白表达后,胰岛素下调脓毒症H9c2细胞凋亡蛋白表达作用减弱;抑制UCP2表达后,胰岛素降低低线粒体膜电位脓毒症细胞率作用减弱。
  结论:
  1.胰岛素提高脓毒症大鼠生存率可能与其减轻脓毒症大鼠心肌功能障碍有关;
  2.胰岛素减轻脓毒症大鼠心肌功能障碍可能与其减轻心肌细胞线粒体凋亡、保护心肌线粒体有关;
  3.UCP2有助于胰岛素减轻脓毒症大鼠心肌功能障碍。
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