成纤维细胞生长因子21通过促进心肌细胞自噬治疗1型糖尿病小鼠糖尿病性心肌病的分子机制研究

At present, the incidence of diabetes in China increased year by year. As one of the major cardiovascular complications, diabetic cardiomyopathy (DCM) is the main cause of heart failure in diabetic patients. So as to explore the effective means of prevention and treatment of DCM has been imminent. In the our preliminary study, we found that fenofibrate can play a protective role against DCM-related pathological changes by activating the FGF21-Sirt1-autophagy pathway. To further validate the protective effect of FGF21 on DCM and to elucidate its intrinsic mechanism of regulating autophagic function of cardiomyocytes, this study is proposed to observe the pathological changes of diabetes mellitus, such as apoptosis, inflammation, oxidative stress, fibrosis and autophagy related indicators in wild type, Sirt1 Knock-Out and FoxO1 Knock-Out mice. And in vitro experiments we will use primary cardiomyocyte culture adding with specific inhibitors and small interfering RNA to further verify the above experiments in order to obtain the relevant data. Through the clarification of the above issues, this research will provide a new target and theoretical basis for the clinical prevention and treatment of DCM in the future, which has important theoretical significance and application value.

目前我国的糖尿病发病率逐年升高，而作为糖尿病心血管系统主要并发症之一的糖尿病性心肌病（DCM）更是造成糖尿病患者发生心力衰竭的主要原因。因此尽快发掘针对糖尿病性心肌病有效防治手段的任务已经迫在眉睫。在前期工作研究中我们发现，非诺贝特可通过激活FGF21-Sirt1-自噬途径来发挥对于DCM相关病理变化的保护作用。为进一步验证FGF21对于DCM的保护作用以及阐明其调节心肌细胞自噬功能的内在机制，本课题拟通过在体内实验中对比观察野生型、Sirt1KO、FoxO1KO小鼠糖尿病性心肌病相关病理变化如凋亡、炎症、氧化应激、纤维化以及自噬机制等相关指标，并在体外实验中应用原代心肌细胞培养加用抑制剂与小干扰RNA等手段验证上述在体实验，获取相关实验数据。本课题通过阐明上述问题，将为未来DCM的临床防治提供新的靶点与理论依据，具有重要的理论意义和应用价值。

阿霉素是一种蒽环类化疗药物，临床上普遍用于多种癌症的化学治疗。然而，短期或长期阿霉素治疗给肿瘤患者带来的心脏毒性却限制了它在临床上的广泛使用。因此接受阿霉素治疗的癌症患者现在迫切需要有针对性的心脏保护措施来预防或减少心脏毒性事件的发生。以往研究表明白藜芦醇可以有效改善阿霉素诱导的心脏毒性反应。本项目在良好的前期研究基础上，通过构建心脏特异性Sirt1基因敲除小鼠模型，结合运用蛋白质生物化学和细胞生物学等方法与技术，分析研究白藜芦醇在阿霉素诱导的心脏毒性反应中的作用，并深入探讨白藜芦醇改善阿霉素诱导的心脏毒性的分子机制。本研究为防治阿霉素诱导的心肌细胞损伤提供了坚实的实验基础和理论依据。本课题以C57野生小鼠和心脏特异性Sirt1基因敲除（SIRT1-CKO）小鼠为研究对象，建立了阿霉素诱导的C57野生小鼠和SIRT1-CKO小鼠心肌细胞损伤模型，探讨白藜芦醇在阿霉素诱导的心脏毒性反应中的作用，并深入探讨白藜芦醇改善阿霉素诱导的心脏毒性的分子机制。实验结果：（1）白藜芦醇改善阿霉素诱导的小鼠心脏功能障碍依赖于SIRT1的表达。（2）白藜芦醇改善阿霉素诱导的心肌细胞结构紊乱依赖于SIRT1的表达。（3）白藜芦醇改善阿霉素诱导的心肌细胞肥大依赖于SIRT1的表达。（4）白藜芦醇改善阿霉素诱导的心肌纤维化依赖于SIRT1的表达。（5）白藜芦醇改善阿霉素诱导的心肌细胞炎症反应依赖于SIRT1的表达。（6）白藜芦醇改善阿霉素诱导的心脏氧化应激依赖于SIRT1的表达。（7）白藜芦醇改善阿霉素诱导的心肌细胞凋亡依赖于SIRT1的表达。（8）白藜芦醇通过激活SIRT1/SESN2/AMPK信号通路改善DOX诱导的心脏毒性反应。本研究为防治阿霉素诱导的心脏毒性反应及心肌细胞损害提供了坚实的实验基础和理论依据。