PDCD4在2型糖尿病心肌病胰岛素抵抗中的作用及其机制研究

Insulin resistance is a key factor on the development of diabetic cardiomyopathy (DCM) and the mechanism has not yet been fully elucidated. PDCD4 has been recognized as a novel inflammation and apoptosis gene in recent years, and lack of expression could significantly improve insulin sensitivity and increase energy metabolism in our preliminary study. In order to explore the relation between PDCD4 and insulin sensitivity in DCM, we would establish type 2 diabetes animal models with a high-fat diet in combination with small dose streptozotocin. The effect of PDCD4 on insulin resistance would be investigated using gene silencing and gene overexpression by siRNA, molecular biology, pathology, animal ultrasonic technology. Then primary cardiac fibroblasts and myocardial cells are further cultured by cell biology, histology for clarifying molecular mechanism. These results would suggest therapeutic targets on DCM and provide new treatment method to improve prognosis of DCM.

胰岛素抵抗是糖尿病心肌病（DCM）发生发展的关键环节，其调控机制尚未完全阐明。PDCD4是近年来新发现的炎症凋亡基因，我们前期研究发现其表达缺失能够明显上调胰岛素敏感性从而显著改善胰岛素抵抗，但是在DCM中PDCD4与胰岛素抵抗的作用及其作用机制，目前还不清楚。为了探讨PDCD4在DCM胰岛素抵抗发生发展过程中的重要作用，本研究拟以高脂饮食联合小剂量链脲佐菌素诱导建立与人类2型糖尿病临床特征相似的动物模型，综合利用siRNA以及分子生物学、病理学、小动物超声等技术探讨PDCD4表达沉默和过表达对胰岛素敏感性的影响，观察PDCD4表达干预后对DCM心脏结构和功能的变化；然后体外分离培养原代心肌成纤维细胞和心肌细胞进一步在细胞生物学、组织学和整体功能水平深入阐明PDCD4对DCM胰岛素抵抗的作用机制，这些结果将为进一步明确DCM的治疗靶点，改善DCM患者的预后提供新的治疗依据和研究思路。

胰岛素抵抗是糖尿病心肌病（DCM）发生发展的关键环节，其调控机制尚未完全阐明。PDCD4是近年来新发现的炎症凋亡基因，我们首先通过高脂饮食联合小剂量链脲佐菌素诱导建立与人类2型糖尿病临床特征相似的动物模型，综合利用分子生物学、病理学、小动物超声以及基因敲除等技术研究发现其基因表达缺失能够明显改善胰岛素抵抗引起的PI3K/AKT信号通路活性抑制，增加AKT的磷酸化从而上调胰岛素敏感性，显著改善2型糖尿病大鼠糖脂耐量异常和胰岛素抵抗，有效地减少了糖尿病性心肌病导致的炎性因子分泌，改善了心肌收缩及舒张功能障碍，有效地减轻糖尿病性心肌病大鼠左室病理学重构，导致心肌肥厚减轻，心肌细胞凋亡抑制，心肌细胞内脂质沉积减少，心肌间质及血管周围纤维化程度明显减轻，I、III型胶原比例明显降低，逆转了糖尿病性心肌病发生发展进程；通过构建PDCD4过表达腺病毒、PDCD4 siRNA腺病毒并分别感染H9C2心肌细胞和体外分离培养的原代心肌成纤维细胞进一步在细胞生物学水平研究发现PDCD4基因沉默能够明显抑制高糖刺激下的心肌细胞肥大、凋亡以及心肌成纤维细胞氧化应激、增殖、向肌成纤维细胞转化和胶原合成。本研究在国内外首先发现炎症凋亡基因PDCD4表达缺失能够显著改善DCM胰岛素抵抗发生发展的作用信号通路从而改善长期高脂饮食诱导的胰岛素抵抗和糖脂代谢异常，有效地抑制高血糖诱导的心肌细胞凋亡，减少心肌胶原含量、脂质沉积、炎症浸润、间质纤维化，最终改善DCM收缩及舒张功能障碍，阻止或延缓糖尿病心肌病和心力衰竭的发生发展。这些结果进一步明确了DCM的治疗靶点，从而为改善DCM患者的预后提供了新的治疗依据和研究思路。