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糖尿病可导致微血管、大血管病变与多种靶器官损伤,在无高血压及冠状动脉疾病存在时,糖尿病患者也可发生的心肌损伤,即糖尿病心肌病,最初出现细微的结构和功能(舒张松弛)异常,可发展为严重的舒张性心力衰竭和/或收缩功能障碍性心力衰竭。糖尿病心肌病涉及心肌纤维化、心脏血管病变及心肌细胞死亡等主要病理变化,心脏间充质纤维化和外周血管(Perivascular)纤维化是糖尿病心肌病进行性发展的重要因素。心肌成纤维细胞(Cardiac Fibroblasts,CFs)转分化与内皮-间充质转化(Endothelial-to-Mesenchymal Transition,EndMT)是心肌纤维化的主要来源;miRNAs特别是miR-21参与肺、肾及心脏等器官的纤维化发生,且与糖尿病肾脏纤维化相关。本文旨在研究miR-21在糖尿病心肌纤维化中的作用机制。以8-12周雄性C57BL/6小鼠为研究对象,通过腹腔注射链脲佐菌素(Streptozocin,STZ)(50 mg/kg/d)构建1型糖尿病(Type 1 Diabetes Mellitus,T1DM)模型,注射5天,每天1次。注射前禁食12 h,只给予水。1周之后,检测空腹血糖含量,含量≥12 mmol/l时,模型构建成功。构建成功的T1DM小鼠随机分为2组(n=8/组):STZ组及STZ+inhibitor组,普通饲料喂养4周,分别注射inhibitor NC及miR-21inhibitor。空白对照组(C57BL/6,n=8)则在4周时注射inhibitor NC。12周时,超声心动图检测各组小鼠心功能变化;qRT-PCR检测miR-21的mRNA水平变化;Masson及天狼星红染色示踪心脏间充质纤维化及外周血管纤维化进程;免疫组织化学染色SMAD7及p-p65;组织免疫荧光共染色检测α-SMA与CD31的荧光变化;Western Blotting检测包括SMAD7、CD31、α-SMA、Collagen I、Fibronectin及Collagen III等多种蛋白在翻译水平的变化。在细胞水平,以人脐静脉内皮细胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cells,HUVECs)及人胚胎肾细胞(Human Embryonic Kidney 293,HEK293)为工具细胞。高浓度D-葡萄糖刺激HUVECs模拟T1DM小鼠体内的高血糖症状,对照组用L-葡萄糖刺激;HEK293则用于荧光素酶实验,验证p65在上游对miR-21的调控作用或miR-21对下游SMAD7的靶向调控作用。细胞水平涉及的主要实验技术主要包括qRT-PCR、Western Blotting、细胞免疫荧光、荧光素酶等。体内研究结果显示,(1)在T1DM小鼠心脏组织中,miR-21的转录水平上调2.24倍(P<0.01);T1DM小鼠心功能出现紊乱且左室射血分数(Left Ventricular Ejection Fraction,LVEF)明显下降(P<0.01);T1DM小鼠心脏胶原沉积加剧(间充质纤维化,P<0.01),外周血管纤维化增强(P<0.01)。注射miR-21抑制剂可改善T1DM小鼠心脏功能,部分恢复LVEF(P<0.01),减少胶原沉积(P<0.01),缓解间充质纤维化(P<0.01);(2)T1DM小鼠心脏组织中CD31表达量降低(P<0.01),α-SMA表达量升高(P<0.01),提示EndMT可能参与糖尿病心肌纤维化过程;注射miR-21抑制剂可部分抑制该转换过程;miR-21促进糖尿病心肌纤维化的作用机制可能通过下调SMAD7而激活p-SMAD2和p-SMAD3实现。体外细胞学研究结果显示,(1)NF-κB(p65)可调控miR-21的表达,高浓度D-葡萄糖(High Glucose,HG)通过激活NF-κB上调HUVECs中miR-21的mRNA水平;(2)在HUVECs中,SMAD7是miR-21的直接靶点,miR-21抑制剂通过调控SMADs信号通路抑制HG诱导的EndMT进程。本论文证实抑制miR-21通过抑制EndMT减缓T1DM引起的心脏间充质及外周血管纤维化进程,发挥防治糖尿病引起的心肌纤维化和心脏功能改变的作用,NF-κB/miR-21/SMAD7信号通路的调节可能是其发挥作用的主要机制。同时,抑制miR-21可改善包括心、肺、肾等多种器官纤维化进程,提示miR-21可能是防治T1DM介导的多器官纤维化的重要靶标。