钙敏感受体在糖尿病心肌病大鼠心肌损伤中的作用及机制研究

糖尿病心肌病是糖尿病患者死亡的主要原因之一，其发病机制复杂，涉及多个因素，其中细胞内钙的异常及其所诱发的心肌细胞凋亡及纤维化起重要作用。钙敏感受体（CaSR）是近年来在心肌细胞膜上新发现的受体类型，在机体内钙平衡、细胞增殖、凋亡、离子通道开放等过程中发挥重要作用，可通过G蛋白-PLC-IP3通路引起肌浆网内钙释放，导致细胞内钙增加。在这一通路中，除了IP3生成增加外，也伴有DAG的生成，据文献报道DAG可通过DAG-PKC通路，激活MAPK信号传导途径和TGF-β1，二者在决定细胞凋亡及纤维化等方面起关键性作用。由此提示CaSR可能在糖尿病心肌损伤中发挥作用。本课题应用链脲佐菌素诱发大鼠糖尿病心肌病模型，深入研究CaSR与糖尿病心肌病大鼠心肌细胞凋亡、离子通道重构、心肌间质重构、钙离子调控蛋白的关系，从而阐明CaSR在糖尿病心肌病中的作用及意义，提出"糖尿病心肌损伤的钙敏感受体激活"假说。

糖尿病心肌损伤是糖尿病患者死亡的主要原因之一，其发病机制复杂。钙敏感受体（CaSR）是近年来在心肌细胞膜上新发现的受体类型，在机体内钙平衡、细胞增殖、凋亡、离子通道开放等过程中发挥重要作用，但关于CaSR在糖尿病心肌损伤中的作用，未见报道。本研究采用腹腔注射40 mg/kg链脲佐菌素（STZ）制备糖尿病大鼠心肌损伤模型，应用25.5 mmol/L葡萄糖培养乳鼠心肌细胞制备离体糖尿病心肌损伤模型。采用左心室插管法测定大鼠心脏功能；采用TUNEL法及流式细胞仪技术，检测大鼠心肌细胞凋亡；应用Masson染色法观察心肌组织纤维化程度；采用Western blot法检测心肌细胞凋亡相关蛋白（Bcl-2、Bax、ERK、JNK和p38）和心肌纤维化相关蛋白（TGF-β1和CTGF）的表达；采用全细胞膜片钳技术，测定大鼠心室肌细胞动作电位时程（APD）和细胞膜离子通道电流（ICa-L、Ito和IK1）的变化；应用实时定量PCR方法，检测大鼠心肌钙离子调控蛋白（IP3R、RyR、SERCA和PLB）mRNA的表达；运用激光扫描共聚焦技术，测定大鼠心肌细胞内游离钙离子浓度（[Ca2+]i）的变化。深入阐明CaSR在糖尿病心肌损伤中的作用。结果显示：（1）CaSR激活可加重糖尿病大鼠心功能损伤。（2）CaSR激活可加重糖尿病心肌损伤大鼠心肌细胞以及高糖培养的乳鼠心肌细胞凋亡，其机制与抑制Bcl-2蛋白的表达，促进Bax蛋白的表达，促进磷酸化ERK和JNK蛋白的表达有关。（3）CaSR激活可加重糖尿病心肌损伤大鼠离子通道重构，其机制与增加ICa-L，促进IP3R和PLB mRNA的表达，增加[Ca2+]i，从而加重细胞内钙超载有关。（4）CaSR激活可加重糖尿病心肌损伤大鼠心肌纤维化程度，其机制与促进TGF-β1和CTGF蛋白的表达有关。以上结果首次证实了CaSR激活可以加重糖尿病大鼠心肌损伤，首次揭示了CaSR激活与糖尿病心肌损伤大鼠心肌细胞凋亡、离子通道重构、心肌间质重构及血流动力学的关系，为糖尿病心肌损伤的治疗提供了新靶点。