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目的:糖尿病心肌病的发生发展与心脏的纤维化过程密切相关,心脏的纤维化又与成纤维细胞转分化为成肌纤维细胞和胶原的过度沉积有重要的联系。本实验的目的就是通过在体外用高糖(25 mmol/L)培养成纤维细胞,模拟体内的高糖环境,研究高糖是否能够诱导成纤维细胞转分化为成肌纤维细胞及潜在的作用机制,并研究大鼠骨髓间充质干细胞来源的外泌体(MSC-Exo)是否可以抑制高糖诱导的成纤维细胞转分化,为糖尿病心肌病的治疗提供实验基础和理论依据。方法:选用人皮肤成纤维细胞系(BJ细胞)作为研究材料。1、用高糖(25 mmol/L)刺激BJ细胞24 h和48 h后,通过检测α-SMA蛋白及mRNA的表达变化,构建高糖诱导的成纤维细胞向成肌纤维细胞转分化的细胞模型;2、对BJ细胞进行高糖刺激前,用Smad2/3的抑制剂SB525334(10μmol/L)进行预处理,之后通过Western Blot检测高糖是否可以促进Smad2/3的活化,SB525334是否可以抑制高糖诱导的BJ细胞的转分化;3、通过Western Blot检测在高糖诱导的BJ细胞的转分化过程中,胶原Ⅰ表达的变化情况以及SB525334预处理对胶原Ⅰ表达的影响;4、利用EdU细胞增殖试剂盒,检测高糖是否可以影响BJ细胞的增殖及其作用机制;5、通过Lipo2000转染法把TGF-β1的siRNA转进BJ细胞,研究内源性的TGF-β1沉默是否可以抑制高糖诱导的BJ细胞的转分化;6、在高糖处理的同时,加入SD大鼠骨髓间充质干细胞来源的外泌体,研究MSC-Exo是否可以抑制高糖诱导的BJ细胞的转分化及作用机制;7、利用ELISA试剂盒,检测高糖处理是否影响了BJ细胞的TNF-α和IGF-1的分泌水平。结果:1、BJ细胞在高糖处理24 h和48 h后,用Western Blot和qPCR检测处理前后α-SMA的表达变化,发现α-SMA的蛋白和mRNA的水平都出现了明显的上调,证明成功构建了高糖诱导的成纤维细胞向成肌纤维细胞转分化的细胞模型;2、BJ细胞在用SB525334进行30 min的预处理后,再给予高糖刺激,之后用Western Blot检测α-SMA的表达,发现SB525334抑制了高糖诱导的α-SMA表达的升高。同时也发现高糖可以促进Smad2/3的磷酸化,SB525334预处理后,Smad2/3的磷酸化明显被抑制;3、通过Western Blot检测经高糖处理的BJ细胞中胶原Ⅰ的表达,发现胶原Ⅰ的表达明显上调,而且这一过程同样可以被、SB525334所抑制;4、BJ细胞在用高糖处理48 h后,用EdU细胞增殖试剂盒检测细胞的增殖情况,发现SB525334抑制了高糖诱导的BJ细胞的增殖;5、用siRNA对细胞内源性的TGF-β1进行沉默,再用高糖处理BJ细胞,发现BJ细胞的转分化过程被明显抑制;6、在用高糖刺激的BJ细胞同时,加入MSC-Exo,发现MSC-Exo通过抑制Smad2/3的活化,阻碍了高糖诱导的BJ细胞的转分化;7、在BJ细胞用高糖处理前后,TNF-α和IGF-1的表达水平并没有发生明显的改变,说明了TNF-α和IGF-1并没有参与高糖诱导的BJ细胞的转分化过程。结论:高糖通过活化TGF-β1/Smad2/3信号通路,诱导了BJ细胞向成肌纤维细胞的转分化过程,增加了胶原Ⅰ的表达水平,促进了BJ细胞的增殖;MSC-Exo通过TGF-β1/Smad2/3信号通路抑制了高糖诱导的BJ细胞的转分化。且TNF-α和IGF-1并没有参与BJ细胞的转分化过程。