糖尿病心肌缺血/再灌注易损性的分子机制：qkI基因启动子甲基化的作用

糖尿病是冠心病的独立危险因素，糖尿病患者心肌缺血/再灌注后心衰、死亡率增加，预后差。本实验室前期研究证明，RNA结合蛋白QKI是一种心肌保护分子；而糖尿病大鼠心肌QKI表达较正常下降；qkI基因受到甲基化调控。本研究采用链脲佐菌素给予大鼠腹腔注射制作糖尿病动物模型，采用高糖高胰岛素培养心肌细胞模拟糖尿病心肌细胞条件，观察糖尿病心肌细胞QKI表达变化。制作冠脉缺血/再灌注模型，观察糖尿病心肌细胞缺血/再灌注损伤敏感性变化。采用甲基化特异PCR观察qkI基因甲基化改变，观察DNA甲基化抑制剂对QKI表达及心肌缺血/再灌注损伤的影响。本研究目标的实现将可能发现糖尿病并发症的表观遗传学靶点，为改善糖尿病预后提供新的治疗靶点。

糖尿病是冠心病的独立危险因素，糖尿病患者心肌缺血/再灌注后心衰、死亡率增加，预后差。本实验室前期研究证明，RNA结合蛋白QKI是一种心肌保护分子，但是QKI在糖尿病中心肌中的角色和作用尚不清楚。本研究采用ob/ob小鼠作为糖尿病动物模型，观察糖尿病心肌细胞QKI表达变化，发现糖尿病心肌QKI5、6表达较野生型明显降低。采用甲基化抑制剂5-氮杂胞苷（AZA）灌胃方式抑制糖尿病小鼠体内甲基化，观察到AZA处理后，ob/ob较未给予AZA的ob/ob小鼠心肌QKI6无显著改变。进一步采用焦磷酸测序法检测ob/ob小鼠心肌QKI启动子甲基化情况，结果是阴性的，提示ob/ob小鼠心肌不存在QKI基因启动子甲基化。通过在体缺血/再灌注处理Ob/ob糖尿病小鼠与野生型C57BL/6J小鼠，我们比较了心肌梗死面积和心肌细胞凋亡水平、QKI与FoxO1的表达和激活水平、硝化应激与内质网应激的水平。采用心肌注射表达小干涉RNA敲除ob/ob小鼠心肌中FoxO1表达，注射表达QKI5的腺病毒过表达QKI5。Ob/ob小鼠心肌中总NO含量、iNOS表达水平和硝基酪氨酸水平均升高提示糖尿病小鼠心肌中硝化应激水平显著增高。缺血/再灌注后，采用硝化应激的抑制剂部分抑制ob/ob小鼠心肌Caspase3水平。Ob/ob糖尿病小鼠心肌p-PERK、p-eIF2α和CHOP表达较野生型明显升高，提示糖尿病小鼠心肌内质网应激水平增高。内质网应激抑制剂处理并不影响硝化应激水平，但是部分抑制了ob/ob小鼠心肌Caspase3水平。Ob/ob小鼠心肌FoxO1表达增高并且过度激活，敲除FoxO1表达可以抑制心肌内硝化应激、内质网应激水平；心肌缺血/再灌注处理后，心肌梗死面积也较未敲除组明显减小。这些结果提示FoxO1介导了ob/ob小鼠心肌的硝化应激与内质网应激及其引起的心肌缺血耐受性下降。通过心肌注射腺病毒过表达QKI5，可以抑制ob/ob小鼠心肌FoxO1表达，抑制硝化应激与内质网应激，抑制心肌细胞凋亡。最后，QKI过表达可以降低心肌细胞内FoxO1 mRNA的稳定性。总之，本研究提示QKI5介导糖尿病心肌中FoxO1过度激活，从而导致硝化应激与内质网应激过度激活，最终导致糖尿病心肌缺血耐受性降低；糖尿病心肌QKI启动子未检测到甲基化，QKI下调的原因有待进一步研究证实。