中文摘要：

目前认为糖尿病是与心肌梗塞相关的主要因素之一，但是糖尿病病程对心肌缺血/再灌注损伤的影响却有争议。少数研究表明早期的糖尿病对缺血/再灌注损伤有心脏保护作用，但长期糖尿病使心肌梗塞恶化，并损伤心肌功能。我们认为在糖尿病伴随心肌梗塞时，缺氧诱导因子(HIF)的调控起着关键性的作用，短期高血糖有可能促进了HIF-1的活化，继而提高了血管内皮生长因子(VEGF)、己糖激酶II(HK-II)和葡萄糖转运子Ｉ(Glut-I)的表达，但是长期的高血糖却破坏了HIF-1的功能。为了证实这一理论推断，本课题拟利用心脏特异性高表达的小鼠模型HIF-1(HIF-TG)，揭示氧化应激、上游基因表达和蛋白翻译后修饰等对HIF-1功能的调控机制，这也将有助于全面理解HIF-1和糖尿病心肌梗塞之间的关系。本项目将为糖尿病心肌缺血中HIF-1α的作用勾画一个清晰的轮廓，将对预防和治疗糖尿病心肌梗塞有所帮助。

结论摘要：

在国家自然基金的支持下，我们完成了“缺氧诱导因子促进糖尿病心肌损伤修复及其机制研究”课题，并取得以下成果。首先，利用我们特有的心脏特异性HIF-1α过表达小鼠，系统研究了HIF-1α对糖尿病心肌病的保护作用。我们研究证明，HIF-1α过表达没有影响STZ诱导的糖尿病小鼠的血糖升高，但显著性地增加了心肌中HIF-1α的表达及缺氧反应元件的结合能力，抑制了糖尿病引起的HIF-1α功能的丧失。在野生型小鼠中，糖尿病引起心肌中HK-Ⅱ蛋白水平及激酶活性的显著下降，但是，HIF-1α过表达显著性地抑制了这种下降。糖尿病会引起葡萄糖转运因子介导的心肌中葡萄糖摄取功能的下降，HIF-1α过表达并且显著增加了葡萄糖转运因子-1的蛋白水平，从而改善了心肌对糖的代谢能力，抑制了糖尿病引起的心肌中ATP的降低。同时， HIF-1α过表达有效地抑制了糖尿病引起的心肌中毛细血管密度的减少，这种作用是由HIF-1α介导的VEGF的表达来调控的。总之，糖尿病引起了心肌损伤，具体表现在病理学变化，心肌纤维化以及心肌肥大；HIF-1α过表达可以有效地抑制这些变化，从而保护了糖尿病引起的心肌损伤。其次，我们也研究了CoCl2及金属硫蛋白对糖尿病心肌病的保护作用以及HIF-1α在其中的作用机制。结果表明，在低糖情况下，CoCl2没有改善H9C2细胞中p53的表达水平，但在高糖情况下，显著增加了p53的表达水平。金属硫蛋白在心肌中的过表达显著改善了糖尿病小鼠的心肌功能，这种改善是通过金属硫蛋白引起HIF-1α的上调及核转位，从而提高了HIF-1α介导的HK-Ⅱ及VEGF的表达，增加了糖尿病小鼠心肌能量的代谢能力来实现的。最后，我们研究了HIF-1α在冠脉左前降支结扎所引起的心脏坏死中的作用。HIF-1α过表达显著地抑制了糖尿病小鼠心肌冠脉左前降支结扎引起的心肌坏死，这种作用与HIF-1α介导的iNOS及VEGF上调密切相关。本项目的研究培养了多名博士及硕士研究生，使其掌握了糖尿病并发症研究所必需的基本分子生物学知识和实验技能。本项目的研究成果曾多次在国内外会议上展示，并且在国际知名期刊发表了3篇研究论文。