缬沙坦和氟伐他汀对糖尿病心肌病结缔组织生长因子基因表达的影响

【摘要】： 近年来糖尿病心肌病(DCM)逐渐受到重视,临床和动物实验已经证实其明确存在,认为它是与大血管及冠状动脉病变无关的心肌病变,与糖尿病患者高心力衰竭发病率和死亡率密切相关。临床研究表明,糖尿病心肌病通常以左心室肥厚和舒张功能减退为早期表现,Poirier等发现血糖控制良好、没有明显慢性并发症的2型糖尿病患者60%存在左室舒张功能缺陷。临床约有10%～30%的糖尿病患者发生心衰。DCM主要病理改变包括心肌细胞增生、肥大,细胞外基质(ECM)积聚、纤维化。DCM发病机制迄今尚未完全阐明,目前研究表明,促进心肌纤维化的炎性、细胞因子异常表达参与其发病,影响心肌细胞舒缩性和心肌间质重构。具体的情况及其分子机制仍不明确,有待深入研究。 目的: 建立STZ诱导糖尿病大鼠动物模型,观察糖尿病心肌组织中结缔组织生长因子(CTGF)表达异常对心肌间质纤维化、左室肥厚及心功能的影响;同时探讨缬沙坦、氟伐他汀及两药联合应用对糖尿病心肌病的保护作用及可能机制,为临床用药提供实验依据。 方法: 雄性SD大鼠尾静脉注射STZ致糖尿病模型,成模后随机分为:糖尿病模型组(DM)、缬沙坦组(30mg·kg~(-1)·d~(-1))、氟伐他汀组(4mg·kg~(-1)·d~(-1))、缬沙坦联合氟伐他汀组及正常对照组共5组,每组8只。干预治疗12周后采血测空腹血糖、血脂、糖化血红蛋白。用导管法测定血流动力学参数:左室收缩压(LVSP)、左室舒张末压(LVEDP)、左室内压最大上升速率(+dp/dt max)和下降速率(-dp/dtmax)。血流动力学监测完毕后,从主动脉根部水平离断心脏,用冷生理盐水充分冲洗后,滤纸吸干,称重。计算心脏相对重量百分比(全心重/体重~*100%)。对各组进行HE、PAS、Van-Gieson染色。观察糖尿病大鼠心脏组织的病理改变。利用Van-Gieson染色,图像分析左室心肌胶原含量;半定量RT-PCR方法检测大鼠心肌组织结缔组织生长因子(CTGF)基因表达情况;应用Western blot技术检测心肌组织Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白、转化生长因子-β1、CTGF蛋白表达的变化。 结果: 1、各组大鼠一般状况和体重、心/体比率及生化指标的变化:糖尿病SD大鼠表现为明显代谢紊乱,体重明显低于正常对照组,心/体比率明显增加37%(P＜0.01)。治疗后,缬沙坦组心/体比率下降10%,氟伐他汀组下降8%,联合治疗组效果更佳,下降13%(P＜0.01);糖尿病大鼠空腹血糖和糖化血红蛋白(HbA1c)水平明显高于正常对照组,但各个治疗组无统计学差别。糖尿病组大鼠血TG、TC、LDL-C均较正常对照组明显升高(P＜0.01)。与糖尿病组比较,氟伐他汀组和联合治疗组TC、LDL-C均有下降,有显著性差异(P＜0.01)。 2、与正常对照组比较,DM组血流动力学指标LVSP、±dp/dt max均降低,LVEDP明显升高(p＜0.05);三个治疗组血流动力学指标较DM组均有改善(P＜0.05);联合治疗组LVSP、±dp/dt max明显升高,优于单药治疗组(P＜0.05)。 3、VG染色图像分析胶原纤维阳性面积测定的结果显示:糖尿病组大鼠心肌组织胶原纤维染成红色,心肌细胞间充满大量胶原纤维,分布散乱相互连成网状,血管周围聚集较多,与正常对照组相比,胶原纤维阳性面积明显增加,为正常对照组的2.1倍(P＜0.05)。两单药治疗组心肌组织胶原纤维面积均有所降低(P＜0.05),但仍高于正常对照组(P＜0.05),联合治疗组心肌胶原纤维面积明显降低,与正常组无统计学意义。 4、干预治疗对糖尿病大鼠心肌CTGFmRNA表达的影响:与正常组比较,糖尿病组大鼠心肌CTGFmRNA表达增加,为正常对照组的1.7倍(P＜0.05),氟伐他汀和缬沙坦治疗组CTGFmRNA表达分别下降20%,28%(P＜0.05),联合治疗组下降35%(P＜0.05)。 5、Western blot印迹检测结果:糖尿病组大鼠心肌组织TGF-β1、CTGF蛋白表达较正常对照组明显增加,作为ECM的主要成分胶原蛋白Ⅰ和胶原蛋白Ⅲ表达明显增加(P＜0.01);各个治疗组胶原蛋白表达均有所下降(P＜0.05),联合治疗组优于单独治疗组。 结论: 1、CTGFmRNA和TGF-β1过度表达,参与了糖尿病大鼠心肌纤维化的过程,导致左室舒张功能的异常。 2、缬沙坦和氟伐他汀均能够抑制CTGF及TGF-β1的表达,使得Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原合成明显减少,抑制心肌纤维化,从而改善心功能。两药联合治疗对糖尿病心肌组织起到协同保护作用。