PI3K/Akt-Nrf2通路在1型糖尿病颈动脉再狭窄中的作用与机制研究

Carotid artery stenting (CAS) is an important treatment of carotid artery stenosis or occlusion. Moreover, CAS has several advantages including microtrauma, short procedural duration and quick recovery than carotid endarterectomy surgery (CEA). However, intimal hyperplasia and restenosis after the procedure is an common problem, seriously influencing the efficacy and prognosis of CAS for patients. Notably, this problem is more prominent in patients with diabetes. There have been many studies reported that restenosis after vascular endothelial injury in type 2 diabetes was related with insulin resistance and inflammation reaction. However, the mechanism of restenosis after CAS in type 1 diabetes is not clear.Type 1 diabetes mostly occurs in young people, who are expecting to survive for a long time. Thus, vascular restenosis will bring more serious social and economic problems. We hypothesize that PI3K/Akt-Nrf2 pathway is the critical pathway that mediates intimal hyperplasia and promotes vascular restenosis after carotid endovascular injury in type 1 diabetes. This study intends to establish an animal model of carotid artery restenosis in type 1 diabetes and observe the effect of PI3K/Akt in vivo. We also want to invetigate the detailed mechenism of carotid artery restenosis by cell experiments, which may be related to oxidative stress through PI3K/Akt-Nrf2 pathway. Our study may provide a new idea for pathophysiological mechanisms and treatment in carotid artery restenosis in type 1 diabetes.

颈动脉支架植入术（CAS）是目前治疗颈动脉粥样硬化狭窄或闭塞的重要手段，相对于颈动脉内膜剥脱术，CAS有创伤小、术后恢复快等优点。但术后再狭窄目前仍是CAS面临的难题，严重影响CAS的疗效，而这些问题在糖尿病患者中尤为突出。已有较多研究报道2型糖尿病血管内皮损伤后再狭窄率显著增高与胰岛素抵抗及炎症反应密切关系。对于1型糖尿病患者CAS术后再狭窄的具体机制目前仍不明确。1型糖尿病多发生在青少年，预期存活时间还很长，其血管内再狭窄会带来更严重的社会及经济问题。我们认为PI3K/Akt-Nrf2通路是1型糖尿病支架后内膜增生及再狭窄的关键途径。本研究拟建立一种模拟人类1型糖尿病颈动脉内皮损伤后再狭窄的小鼠动物模型，在体研究PI3K/Akt信号通路在动物模型中的作用，并通过细胞实验探讨PI3K/Akt-Nrf2途径介导氧化应激作用的具体机制，为1型糖尿病颈动脉再狭窄的发生机制和治疗手段提供新思路。

目前，颈动脉支架植入术是治疗颈动脉粥样硬化狭窄或闭塞的重要手段，但术后再狭窄仍是其面临的重要难题，在糖尿病患者中尤为突出。已有较多研究报道2型糖尿病血管内皮损伤后再狭窄率显著增高与胰岛素抵抗及炎症反应密切关系。对于1型糖尿病患者颈动脉支架植入术后再狭窄的具体机制目前仍不明确。我们建立了1型糖尿病大鼠颈动脉损伤后再狭窄模型，观察颈动脉内皮损伤后内膜增生程度，比较各组内膜/中膜比值。免疫印迹检测颈动脉组织抗氧化应激蛋白Nrf2以及ERK、p-ERK、Akt、p-Akt等重要信号通路关键蛋白的表达。通过不同浓度的葡萄糖及胰岛素模拟1型糖尿病未治疗或治疗状态，在平滑肌细胞中探讨细胞增殖的可能机制。实验结果发现，在1型糖尿病大鼠中，颈动脉内皮损伤后，其内膜增生程度较正常大鼠轻，血管组织中Nrf2蛋白表达升高，p-Akt表达降低，而p-ERK表达无明显变化。当皮下注射胰岛素纠正1型糖尿病大鼠高血糖后，血管内膜增生程度加重，血管组织中Nrf2蛋白表达降低，p-Akt表达升高，p-ERK表达仍无明显变化。通过不同浓度的葡萄糖及胰岛素模拟1型糖尿病未治疗或治疗状态，在平滑肌细胞中进一步探讨细胞增殖的可能机制，实验初步结果与动物实验结果一致（数据未展示）。上述结果表明，在1型糖尿病大鼠中，高糖通过PI3K/Akt信号通路抑制平滑肌细胞增殖，同时，通过上调Nrf2可能发挥了抗氧化应激的作用；反之，纠正高血糖后，颈动脉再狭窄通过上述信号通路反而加重。本研究建立了一种模拟人类1型糖尿病颈动脉内皮损伤后再狭窄的大鼠动物模型，研究PI3K/Akt、MAPK/ERK、Nrf2信号通路在1型糖尿病颈动脉内皮损伤再狭窄中的作用，为1型糖尿病颈动脉再狭窄的发生机制和治疗手段提供了新思路。