Smad3通过mTOR自噬通路调控糖尿病心肌缺血再灌注损伤的机制研究

The prognosis of patients with diabetes mellitus (DM) after myocardial ischemia reperfusion injury (IRI) is poor, which is a difficult problem in clinical treatment. Our previous work demonstrated that the activation of Smad3 was one of the predisposing factors of DM myocardial IRI. Further studies showed that inhibition of Smad3 activity could enhance autophagy in myocardial cells, however, the mechanism is not clear. The new study shows that Smad3 can not only enhance the transcription of mTOR gene in kidney, but also bind and activate mTOR. MTOR is an important negative regulator of autophagy. Many studies have shown that moderate autophagy can attenuate myocardial IRI. It is speculated that Smad3 activates mTOR to inhibit myocardial autophagy and aggravates DM myocardial IRI. To confirm this hypothesis, we will investigate the regulatory effects of Smad3 on mTOR autophagy pathway in DM myocardial IRI at the cell and animal levels. The aims of this study are to elucidate the molecular mechanism of IRI in diabetic heart, and to provide a new target for the prevention and treatment of myocardial IRI in DM patients.

糖尿病（DM）患者经历心肌缺血再灌注损伤（IRI）的预后较差，成为临床的治疗难题。我们前期工作证实了Smad3的过度激活是DM心肌IRI的易感因素之一。进一步研究发现，抑制Smad3活性能够增强心肌细胞自噬，但机制未明。新研究发现肾脏中Smad3不但可以增强mTOR基因转录，还可以靶向结合并激活mTOR。mTOR是重要的自噬负性调节因子。许多研究表明，适度的自噬可以减轻心肌IRI。故推测Smad3通过激活mTOR来抑制心肌自噬，加重DM心肌IRI。为证实此假说，本研究将从细胞及动物2个水平来探讨Smad3通过mTOR自噬通路调控DM心肌IRI的机制作用。阐明DM心肌IRI的相关分子机理，为DM心肌IRI防治提供新靶点。

研究背景：.糖尿病（DM）患者心肌缺血再灌注损伤（IRI）的预后较差，成为临床的治疗难题。我们前期工作证实了Smad3的过度激活是DM心肌IRI的易感因素之一。进一步研究发现，抑制Smad3活性能够增强心肌细胞自噬，但机制未明。新研究发现肾脏中Smad3不但可以增强mTOR基因转录，还可以靶向结合并激活mTOR。mTOR是重要的自噬负性调节因子。许多研究表明，适度的自噬可以减轻心肌IRI。故推测“Smad3通过激活mTOR来抑制心肌自噬，加重DM心肌IRI。”.方法：.我们分别建立体外和在体DM心肌IRI模型。通过调节Smad3变化，验证上述假说。western blot方法检测Smad3、mTOR及自噬流相关蛋白LC3II/I、p62水平；TUNEL法检测心肌凋亡程度；小动物超声检测心脏功能；病理染色计算心梗面积。.结果：.在细胞水平上，我们发现上调Samd3水平后，mTOR自噬通路被抑制， LC3II/I水平下降，同时心肌凋亡水平上升。其次，进一步在动物实验中验证，我们发现糖尿病心肌缺血再灌注损伤小鼠的心肌组织中，Samd3水平升高，mTOR自噬通路被抑制，自噬流相关蛋白LC3II/I水平下降。而且，心脏超声显示心肌收缩力下降，病理染色显示心梗面积增大。.结论：.本研究从细胞及动物2个水平证实了糖尿病心肌经过IRI后，Smad3上调，并抑制mTOR自噬通路，加重DM心肌IRI。这将为DM心肌IRI防治提供新靶点。