糖尿病在我国的发病状况严峻,糖尿病并发心血管疾病将是糖尿病患者主要死因。目前,糖尿病性心肌病的病理形态学特点已有共识,而且microRNAs被认为是治疗心脏疾病的新型靶向治疗基因,然而其分子病理机制尚未明确。本课题通过离体和在体I和II型糖尿病模型、基因敲除、RNA干涉、心功能检测和组织形态学观察等实验技术,研究糖尿病心肌病中microRNA-195通过对Sirt1蛋白的调控发挥其作用的机制,以及Sirt1下游可能的信号通路。试图阐明microRNA-195通过抑制Sirt1蛋白的表达在糖尿病心肌病中发挥作用的机制,以及Sirt1蛋白保护心肌细胞的机制和其下游的线粒体ROS产生和P53信号通路。证实Sirt1是microRNA-195的直接作用靶点,为更有效地靶点治疗糖尿病心肌病提供理论依据。同时,为提高我国人口素质,减少糖尿病所带来的经济负担具有十分重要的意义。
Diabetes;cardiomyopathy;microRNA-195;sirt-1;heart function
糖尿病是全球公共健康的主要威胁。全球范围内,预计2025年患病人数将从1995年的1. 35亿增加到3亿。目前中国的糖尿病发病率高达成人人口的9.7%,接近一个亿。中国已成为全球范围糖尿病增长最快的地区。相关的统计显示大约80%的糖尿病病人死于心脏病发作或中风。因此,研究预防和治疗糖尿病心血管并发症是当务之急。 microRNA是真核细胞中表达的一类长约21-24个核苷酸的单链非编码RNA分子。来自于基因组中具有内源性小发夹结构的前体miRs。大量的文献表明microRNAs在细胞增殖、分化、代谢,氧化应激与凋亡中发挥着重要的调节作用。在前期研究中发现microRNA-195在糖尿病心肌中的高表达与糖尿病心肌病的关系密切,但其作用机制尚未明确。本课题通过离体心肌细胞培养,RNAi技术抑制microRNA-195和Sirt1的表达,分子病理学等实验技术,观察高糖刺激心肌细胞的病理改变;同时应用I和II型糖尿病模型,包括STZ诱导Sirt1基因敲除小鼠和野生小鼠的I型糖尿病模型和db/dbII型糖尿病模型,RNAi技术抑制microRNA-195表达以及分子病理学和形态病理学观察、模型小鼠的心功能测定等实验技术,研究microRNA-195在糖尿病心肌病发生发展过程中的作用以及抑制microRNA-195减轻糖尿病心肌病的病理机制。实验结果发现不论离体或在体I型、II型糖尿病机体中,高糖导致心肌细胞的microRNA-195表达明显增加,而且microRNA-195表达通过抑制sirt1表达,使心肌细胞的ROS增高,心肌细胞凋亡,同时心肌细胞肥大,I型和II型的胶原蛋白表达增加,心脏功能的降低;利用microRNA-195抑制剂阻断糖尿病心肌细胞microRNA-195的基因表达,则sirt1表达升高,心肌细胞的ROS降低,心肌细胞凋亡减少,同时抑制心肌细胞肥大,I型和III型的胶原蛋白表达,糖尿病心脏功能得以改善;即证明了Sirt1是microRNA-195的作用靶点,同时也揭示了microRNA-195调控Sirt1的表达以及其下游的信号通路发挥其作用的机制。沉默心肌microRNA-195的表达将减缓糖尿病心肌病的进展。本课题的研究结果为预防糖尿病心肌病的发生、发展提供科学的依据。