OVE261型糖尿病小鼠糖尿病心肌病与cGAS-STING通路相关性研究

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背景:糖尿病心肌病的发病机制和临床特征在过去十年中得到了很好的研究,但预防和治疗这种疾病的有效方法十分有限。糖尿病性心肌病,是由于由糖尿病引起相关的葡萄糖和脂质代谢失调,导致氧化应激加剧和多种炎症通路激活,这些通路介导细胞和细胞外损伤、病理性心脏重塑以及舒张和收缩功能障碍。最近,对环磷酸鸟苷-磷酸腺苷(cGAMP)合酶-干扰素基因刺激物通路(cGAS-STING通路)的研究成为了研究热点。最初,对cGAS-STING通路的研究局限在传染病相关的范畴。随着研究的逐渐深入,一些工作成果表明cGAS-STING通路会影响代谢紊乱进而造成代谢相关性疾病。因此,研究cGAS-STING通路表达变化是否在糖尿病心肌病的疾病进展中发挥影响是有必要的。本次研究通过构建OVE26小鼠的1型糖尿病(T1DM)引起的糖尿病心肌病模型以及大鼠心肌细胞高糖环境模型,来初步观察cGAS-STING通路在糖尿病心肌病中所发挥的作用。目的:1、cGAS-STING通路是否在1型糖尿病引起的糖尿病心肌病的小鼠模型的疾病进展中发挥作用;2、简要观察不同时间节点cGAS-STING通路是否参与1型糖尿病引起的糖尿病心肌病的进程;3、刺激STING表达后,是否会影响cGAS-STING通路在糖尿病心肌病细胞模型中的作用。方法:随机选取出生12周、24周的雌性OVE26小鼠和年龄匹配的野生型FVB小鼠,并给以正常饮食。小鼠分成4个组,分别为FVB-12周,OVE26-12周,FVB-24周,OVE26-24周。每组小鼠自出生后第四周后每周固定时间测取血糖、体重,直至处死。FVB-12周,OVE26-12周两组小鼠于12周节点测量心脏超声。FVB-24周,OVE26-24周两组则于12周及24周的时间节点测量心脏超声。麻醉并断颈处死小鼠,随后收集心脏,记录心脏重量;提取心脏组织蛋白、通过免疫印迹法检测纤维化、炎症反应、凋亡相关分子的表达水平;进行IHC染色,观察形态学及相关分子变化。完成动物实验后,提取SD大鼠的心肌细胞,随机分入四组进行培养,分别为:对照组、高糖组、高糖+DMSO组和高糖+DMSO+(ADU-S100)组。通过免疫印迹技术确认在高糖细胞中cGAS-STING通路的表达情况;在高糖细胞中给予STING激动剂ADU-S100评估cGAS-STING通路对纤维化、炎症反应、凋亡的作用结果:1、OVE26小鼠的血糖在早期即已出现异常,同时在OVE小鼠生长早期就出现心肌重构。而在晚期的OVE26小鼠中,小鼠心脏泵血功能受损。2、在OVE26小鼠的心肌组织中,cGAS-STING通路表达受到抑制。且在心脏功能未受损前,cGAS-STING通路表达即已受到抑制。3、OVE26小鼠的心肌组织中炎症、纤维化和凋亡均加重。同结论2,心肌组织中炎症、纤维化和凋亡的加重并非只出现在晚期糖尿病心肌病中。4、cGAS-STING通路的表达在高糖环境中的心肌细胞中受到抑制。应用STING激动剂ADU-S100后,cGAS-STING通路的部分分子水平表达增高。5、cGAS-STING通路在高糖环境中的心肌细胞中可以保护心肌细胞结论:在OVE26小鼠的糖尿病心肌病模型中,cGAS-STING通路可能在保护心肌方面发挥了作用,这种作用不仅局限在疾病晚期发挥。因此,将cGAS-STING通路纳入研究糖尿病心肌病靶向治疗是十分有前景的。
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