糖尿病缺血再灌注心脏易损新机制：心肌胰高血糖样肽-1敏感性受损

Epidemiological data has showed the vulnerability of myocarail injury in diabtes and the cardiogenic mortality increases with 2-4 times So it is necessary to look for the more effective treatment. The new studies have demonstrated the glucogan like peptied -1 not only could cure diabetes but also play cardioprotective effection. GLP-1R was regarded as the intrinsic protective mechanism. The applicant synthesized the probe targeting GLP-1R and successfully monitored the expression of GLP-1R in myocardium after ischemia/reprfusion injury. At the same time our preliminary experience found the GLP-1 increased significantly in 2 type diabtes.. So we hypothesize: the myocardial GLP-1 sensitivity decreased after myocardial ischemia/reperfusion injury in diabtes models. And the mechanism cames from the decrease of GLP-1R expression and the affinity binding of GLP-1/GLP-1R and the destruction of the signaling pathway of GLP-1R. So this experiment would discovery the potential mechanism by GLP-1R knockout mice and cell level. We hope to clarify the vulnerability mechanism of myocardial injury in diabetes and to provide the new treatment target and strategy for myocardial protection.

糖尿病心肌病患者心肌梗死并发症和死亡率升高2-4倍，目前对糖尿病状态下心肌细胞缺血易损性增加的主要机制所知甚少。胰高血糖样肽-1（GLP-1）被FDA批准的肠促激素类新型降糖药，近年研究显示外源性GLP-1减轻心肌凋亡保护缺血心肌；GLP-1受体敲除则加重心肌损伤，提示GLP-1信号活性具有确切心脏保护作用。申请者采用PET活体分子成像发现缺血心肌GLP-1R高表达（JNM，2012）。然而我们在2型糖尿病鼠心脏缺血模型预实验结果发现：糖尿病组血浆GLP-1水平升高，与心肌损伤程度变化趋势一致。为什么高水平GLP-1 反而无保护作用？糖尿病缺血心肌易损性增加与GLP-1的关系究竟为何？基于此，本课题拟阐明：①2型糖尿病血浆GLP-1 水平及心肌组织其受体表达是否变化，其时相特点为何，是否存在心肌GLP-1敏感性受损现象；②如存在，其机制及对糖尿心肌易损性缺血有何影响；③有无改善措施。

胰高血糖样肽-1受体(GLP-1R)的存活机制已成为治疗缺血再灌注损伤研究的国际热点，申请人在青年基金(NO.81100234)支持下结合 microPET/CT观察缺血心肌 GLP-1R动态变化，证实GLP-1R信号通路作为内在保护机制。但糖尿病状态下可能存在GLP-1信号敏感性受损，在面上基金(NO.81570210)支持下，本课题从 GLP-1、GLP-1 受体、GLP-1 受体后通路三方面阐述验证糖尿病心脏缺血再灌注后心肌易损性增加的发生机制。.研究结果：.1.外源性 GLP-1R 激动剂对糖尿病鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用减低通过外源性 GLP-1R 激动剂性 （Exendin-4）预处理，发现在健康小鼠 GLP-1R 激动剂能显著降低心肌凋亡及氧化应激水平；而对糖尿病小鼠心肌缺血再灌注施以 GLP-1R 激动剂，相对于未处理的糖尿病心肌缺血再灌注组，结合术后血清GLP-1 的检测结果发现，糖尿病鼠血液中显著升高的 GLP-1 并未能发挥出相应的心肌保护功能。以上结果均提示了在糖尿病鼠中存在心肌易损性增加，且心肌易损性的增加与 GLP-1 在心肌的敏感性下降有关。.2.PKCβ 参与调控糖尿病鼠心肌GLP-1R 表达水平的下降 .本实验以 PKC 各亚型为研究对象，观察是否 PKC 参与糖尿病心肌细胞的 GLP-1R。通过转染 siRNA 下调 PKC 各型亚基后检测 GLP-1R 的表达变化，我们发现，PKCα、PKCγ、PKCθ 的表达下调对 GLP-1R 几无影响，而 PKCβ的表达下调则使得在高血糖状态下已下调的 GLP-1R 显著回升，提示了 PKCβ 参与高血糖 GLP-1R 的下调，同时，利用 PKC 激动剂与 PKCβ 特异性抑制剂重复实验，得出一致的结论。因而从当前的结果出发，我们得出结论，PKCβ 是参与高血糖心肌细胞 GLP-1R 下调的重要分子，而其中涉及的具体通路仍需进一步研究。.3.PKCδ 抑制外源性 GLP-1R 激动剂在高糖培养的心肌细胞缺氧复氧后的抗凋亡保护作用 .我们首先通过 PKC 各亚型 si RNA 转染减低 PKC 各亚型表达，通过观察凋亡终末信号 Bcl-2 及 Caspase-3 确定是否对凋亡信号通路有影像。结果显示，PKCδ 的表达下调显著降低了 caspase-3的活性，提高了 Bcl-2表达