牛磺酸对2型糖尿病心肌病大鼠心肌保护作用研究
Protective Effect of Taurine on Cardiac Function And Structure in Experimental Type 2 Diabetic Cardiomyopathy Rat Model

目的:通过高脂高糖饲料负荷链脲佐菌素(STZ)腹腔注射的方法建立2型糖尿病心肌病模型,研究牛磺酸对2型糖尿病心肌病大鼠心肌微血管的保护作用,并且从分子机制方面探讨牛磺酸对糖尿病心肌病的心肌保护作用.方法:80只SD(Sprague-Dawley)雄性大鼠适应性喂养1周后,随机分为正常组(17只)及高脂高糖组,高脂高糖组大鼠以高脂高糖饲料喂养8周,正常组大鼠以普通饲料喂养8周后,高脂高糖组大鼠按照30mg/kg剂量腹腔注射1%的链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ),正常组大鼠腹腔注射同体积柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液.STZ腹腔注射3 d和7 d后,禁食12 h,鼠尾取血测定空腹血糖.糖尿病模型成功诊断标准为:连续2次空腹血糖≥11.1 mmol/L.未成功者再次腹腔注射STZ(30mg/kg),采用低剂量多次给于STZ的方法建立糖尿病心肌病模型;第12周,共有45只大鼠造模成功.造模成功的糖尿病大鼠分为糖尿病心肌病组(模型组)、低剂量牛磺酸治疗组(DCM+牛磺酸200mg/kg组)、高剂量牛磺酸治疗组(DCM+牛磺酸400mg/kg组).药物治疗8周后,大鼠称重、10%水合氯醛麻醉,腹主动脉取血,开胸取出心脏立刻称重,观察牛磺酸对模型动物心脏重量指数(heart weight/body weight,HW/BW)、血糖、甘油三脂(Triglyceride,TG)、总胆固醇(Total Cholestorol,TC)、高密度脂蛋白胆固醇(High density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein cholesterol)、谷草转氨酶(Aspartate transaminase,AST)、肌酸激酶(Creatine kinase,CK)、肌酸激酶同工酶(Creatine kinase isoenzyme,CK-MB)、乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)、α-羟丁酸脱氢酶(α-hydroxybutyrate dehydrogenase,αHBD)心肌酶水平的变化;HE染色观察各组心肌显微结构的变化;CD31免疫组织化学法测定各组心肌组织微血管密度(Microvascular density,MVD)的变化;实时荧光定量PCR检测3个心肌特异性mi RNA(mi RNA-208a、mi RNA-499、mi RNA-214)表达水平的变化.结果:1、与正常组大鼠相比,糖尿病大鼠表现出毛发无光泽、多饮、多食、多尿等症状.2、动物体重及生化指标检测:实验末,与正常组相比,模型组大鼠体重明显下降;与正常组比,模型组大鼠心脏重量指数、血糖、血脂(TG、TC、HDL-C)、心肌酶(CK、CK-MB、LDH-L、α-HBD、AST)分别显著增加(P<0.05),LDL-C显著低于正常组(P<0.05);与模型组比,牛磺酸干预组大鼠HW/BW、血糖、血脂(TG、TC、HDL-C)、心肌酶(CK、CK-MB、LDH-L、αHBD)分别显著降低(P<0.05),LDL-C显著高于正常组(P<0.05).3、心肌显微结构显示:正常组肌细胞排列规则,细胞大小一致,包浆染色均匀.模型组肌细胞排列较紊乱,细胞间隙增大,细胞肌浆染色不均,较多细胞包浆内出现空泡样变性.低剂量牛磺酸干预组肌细胞排列不大规则,细胞间隙稍有不均,胞浆染色不甚均匀,少数细胞胞浆内可见空泡.高剂量牛磺酸干预组肌细胞排列较规则,细胞间隙稍有不均,细胞大小较一致,肌浆染色较均匀,个别细胞胞浆内有空泡.4、各组大鼠心肌MVD改变:CD31免疫组化染色显示:正常组大鼠心肌内有较多血管且排列整齐;模型组大鼠心肌内微血管明显减少,MVD比正常组低60%(P<0.01);牛磺酸干预组大鼠心肌内MVD比模型组增加56%(P<0.01).5.各组心肌组织中micro RNA的表达水平变化:模型组与正常组相比,micro RNA-208a、micro RNA-499、micro RNA-214的表达水平显著升高(P<0.01);高剂量牛磺酸干预组与模型组相比,micro RNA-208a、micro RNA-499、micro RNA-214的表达水平显著降低(P<0.05).结论:本研究显示:应用高糖高脂饮食喂饲联合小剂量STZ腹腔注射,本实验成功的制备了2型糖尿病大鼠心肌病模型;牛磺酸对2型糖尿病大鼠心肌病的具有保护作用,其机制可能与改善心肌能量代谢异常、抑制心肌微血管病变、改变micro RNA在心肌内的表达有关.