硫化氢对糖尿病大鼠心肌氧化应激和细胞凋亡的拮抗作用

发布时间：2018-02-17 04:52

  本文关键词： 糖尿病心肌病 硫化氢 氧化应激 细胞凋亡　出处：《南华大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：研究背景与目的:糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DC)是一种特异性心肌病,可能涉及代谢紊乱、心肌纤维化、心脏自主神经病变、氧化应激、心肌凋亡等多种因素,但其具体机制尚未阐明。线粒体在细胞凋亡过程中扮演者重要的角色。活性氧(ROS)的过度累积等促细胞凋亡因子作用于线粒体后,促使线粒体内外膜电位和通透性的改变,导致线粒体内凋亡执行因子释放进入胞质而诱导细胞凋亡。但线粒体在细胞凋亡过程中的具体的作用机制仍不明确,有待进一步探索。故深入对线粒体介导的细胞凋亡途径的探讨与研究,将为DC的认识与治疗提供新的思路和手段,为新药物的研究提供更多的作用靶点。硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)是继一氧化氮(Nitric oxide,NO)和一氧化碳(Carbonic oxide,CO)之后发现的又一种新的气体信号分子,近年来,越来越多的研究发现内源性H2S对心肌细胞有多种保护作用,如抗氧化、抗凋亡、抗炎,而H2S改善DC的作用及其内在机制,目前研究和了解很少,因此探讨H2S对糖尿病(Diabetes mellitus,DM)心肌损害的影响对寻找DC新的治疗途径有重要意义。为此,本研究通过建立STZ诱导DM大鼠模型,探讨H2S对DC的影响及其机制。方法:成年雄性SD(Sprague-Dawley,SD)大鼠,随机分为5组:对照组(Control);DM模型组(STZ);低浓度保护组(C1);高浓度保护组(C2);H2S对照组(H2S)。然后对STZ组、C1组和C2组大鼠腹腔注射(Intraperitoneal injection,ip)链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)(40 mg/kg)建立DM模型。STZ注射后的72h,尾静脉采血测空腹血糖,高于16.7 mmol/L,认为DM模型成功建立。对C1组(30μmol/kg)、C2组(100μmol/kg)和H2S组(100μmol/kg)使用相应浓度硫氢化钠(Sodium hydrosulfide,Na HS)溶液腹腔注射作为H2S供体。实验8周后取大鼠心脏组织,Western blotting法检测各组心肌组织H2S生成酶胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionine-gamma-lyase,CSE)、巯基丙酮酸转硫酶(mercaptopyruvate sulfurtransferase,MPST)以及凋亡相关蛋白Cleaved Caspase-3、Bcl-2的表达;用苏木精伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色观察心肌病理变化;碱水解法检测羟脯氨酸表达水平;透射电镜观察线粒体结构;Elisa法检测心肌组织中MDA、4-HNE和GSH的含量;NBT法检测SOD含量;TUNEL染色观察了各组心肌凋亡。结果:1.成功建立DM大鼠模型。STZ注射72 h后检测血糖,结果显示血糖明显升高,且每只大鼠血糖均高于16.7 mmol/L。2.H2S对DM大鼠体重(Body weight,BW)、心脏重量(Heart weight,HW)、心脏体重比(HW/BW)的影响。实验结束后DM大鼠BW和HW明显轻于对照组,HW/BW值明显高于对照组,提示DM大鼠心脏出现肥大,H2S对DM大鼠BW,HW及HW/BW并无影响。3.H2S可上调DM大鼠H2S生成酶的表达。Western blotting法检测的结果:DM大鼠心脏组织中H2S生成酶CSE及MPST的表达明显下降,而H2S可上调DM大鼠CSE及MPST的表达。4.H2S可改善DM大鼠心脏重构。HE染色结果:DM大鼠心脏胶原排列紊乱、松散,心肌纤维间隙增宽,而H2S可以改善DM大鼠心肌病理变化。碱水解法结果:羟脯氨酸在DM大鼠心脏组织中的表达明显高于对照组。而H2S减少了DM大鼠心脏组织中羟脯氨酸的表达。5.H2S可减轻DM大鼠心肌细胞的线粒体病变。透射电镜结果显示:DM大鼠心肌线粒体水肿空泡化的比例较对照组明显上升,而H2S干预的DM大鼠心脏组织中线粒体水肿空泡化的比例下降。6.H2S可减轻DM大鼠心肌氧化应激。Elisa检测结果:DM大鼠心脏组织中MDA和4-HNE的表达较对照组明显升高,GSH的表达较对照组明显下降。而H2S明显抑制了DM大鼠心脏组织中MDA和4-HNE的表达,增加了DM大鼠心脏组织中GSH的表达。而NBT法检测结果:SOD在DM大鼠心脏组织中表达下降,而H2S干预下可以改善SOD的表达。7.H2S可改善DM大鼠心肌凋亡。Western blotting检测结果:DM大鼠心脏组织Cleaved Caspase-3的表达较对照组明显升高,Bcl-2的表达较对照组明显降低。而H2S明显抑制了DM大鼠心脏组织中Cleaved Caspase-3的的表达,增加了DM大鼠心脏组织中Bcl-2的表达。Tunel染色检测结果:DM大鼠心脏组织中凋亡细胞数量较对照组明显增加,而H2S可减少DM大鼠心肌细胞的凋亡。结论:1.DM大鼠心脏组织中内源性H2S生成减少,同时伴随氧化应激及细胞凋亡的增加。2.H2S可通过抑制氧化应激减少心肌细胞的凋亡,减轻DM心肌损害。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R587.2;R542.2

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本文编号：1517259