糖尿病大鼠心肌肌浆网钙调蛋白基因表达的改变

目的:探讨糖尿病大鼠心肌细胞肌浆网钙调蛋白基因表达的改变。方法: 雄性SD大鼠经尾静脉注射四氧嘧啶(40 mg/kg)复制糖尿病大鼠模型,对照组注射生理盐水,分别于4,6周处死,取心室肌组织,应用逆转录-聚合酶反应技术以肌动蛋白为内参照,测定肌浆网钙调蛋白钙泵(SERCA )、磷酸受纳蛋白(phospholamban)、ryanodine受体2型(RyR₂)、1,4,5三磷酸肌醇受体2型(IP₃R₂)mRNA的变化。结果: 4,6周后糖尿病组大鼠的体重和心脏重量均低于正常对照组,但心脏/体重比显著大于正常对照组。4周糖尿病组大鼠心肌肌浆网SERCA 、磷酸受纳蛋白、RyR₂、IP₃R₂ mRNA的表达与对照组相比无显著差异;6周的糖尿病组大鼠心肌肌浆网Ca²⁺-ATP酶 的 mRNA表达无明显变化,但磷酸受纳蛋白的mRNA表达显著高于而RyR₂、IP₃R₂的mRNA表达显著低于对照组。结论: 糖尿病大鼠心肌细胞的肌浆网磷酸受纳蛋白的mRNA表达增加,RyR₂、IP₃R₂的mRNA表达下降。     

糖尿病大鼠不同阶段心肌电学的改变

目的:探讨糖尿病(DM)易出现心律失常的可能机制。方法:SD雄性大鼠尾静脉注射四氧嘧啶(alloxan,50mg·kg^-1以生理盐水稀释)复制糖尿病模型,选择以年龄相匹配健康成年SD雄性大鼠尾静脉注射相同剂量的生理盐水作为对照组。分别观察2、4、6和8周4个不同时段。记录大鼠右心室乳头肌跨膜电位。结果:在糖尿病成模后第2周起,右室乳头肌动作电位时程(APD)复极化各水平均不同程度地长于正常大鼠(P<0.01),8周时较2周时更明显(P<0.05)。而去极化最大速率(V_max)超射值(OS)和动作电位幅度(APA)以及静息膜电位(RP)水平均无明显变化。结论:糖尿病大鼠右室乳头肌动作电位时程明显延长,而动作电位的过度延长可能是糖尿病易导致心律失常以及心源性猝死的主要原因,尤其是糖尿病晚期阶段。     

实验性糖尿病大鼠心肌细胞膜完整性的改变

应用电生理和辣根过氧化物酶示踪技术观察链脲佐菌素引起的实验性糖尿病大鼠心肌细胞膜完整性的变化。实验结果表明,糖尿病大鼠心肌细胞动作电位波幅、最大舒张电位,阈电位和最大除极速度均比对照动物明显减低(P<0.001),而复极不同水平的动作电位时程比对照动物显著延长(P<0.001),糖尿病大鼠心肌中辣根过氧化物酶阳性的肌细胞数明显多于对照动物(P<0.05)。这些结果说明,糖尿病大鼠心肌细胞膜存在损伤的电位变化,并有肌膜通透性增大。提示心肌细胞膜完整性的损害在糖尿病性心肌病的发生机理中可能起一定作用。     

糖尿病大鼠心肌磷酸受纳蛋白基因表达和肌浆网 Ca2+-ATPase活性的变化

目的：观察糖尿病(DM)大鼠心肌磷酸受纳蛋白（PLB）基因表达和肌浆网 Ca2+-ATPase活性的变化及其与心功能的关系。方法:复制糖尿病大鼠模型，分别于4、6、8周后对糖尿病组和对照组进行左心室血流动力学检测，测定心肌PLB mRNA转录水平以及蛋白表达水平变化，检测心肌肌浆网 Ca2+-ATPase活性。结果:糖尿病大鼠心肌PLB mRNA转录和蛋白表达水平4周时与正常大鼠无明显差异，6周时和8周时明显高于正常大鼠；肌浆网 Ca2+-ATPase活性4周时无明显改变，6周时和8周时明显低于正常大鼠；糖尿病大鼠4周时LVSP、LVEDP、±dp/dtmax与正常大鼠无明显差异，6周、8周时LVSP、±dp/dtmax显著降低，LVEDP显著升高。结论：糖尿病大鼠心肌PLB表达水平升高，肌浆网 Ca2+-ATPase活性降低，引起心功能下降。     

OTSUKA-LONG-EVANS-TOKUSHIMA FATTY糖尿病大鼠周围神经的结构蛋白改变

为了解 Otsuka-Long-Evans-Tokushima Fatty( OLETF)糖尿病大鼠周围神经的结构蛋白改变 ,使用 OL ETF大鼠 10只/L ong-Evans-Tokushima-Otsuka( LETO)对照大鼠 6只 ,于糖尿病发病后 6个月取坐骨神经 ,制成冰冻切片和单纤维贴片 ,进行神经结构蛋白的免疫组织化学染色。在光镜下观察到 OLETF大鼠周围神经部分区域有结构异常。轴索结构中 ,Ranvier结区的钠离子通道蛋白密度降低并向结旁区移位 ,近结旁段的钾离子通道蛋白 ( Kv1.1)向 Ranvier结区和节间段弥散 ,神经丝着色浅淡且不均匀。髓鞘结构中 ,结旁段的髓鞘相关糖蛋白着色不均匀并向节间段弥散 ,致密髓鞘层的髓鞘碱性蛋白和 Schwann细胞表面的半乳糖脑苷脂基本正常。上述结果提示 Ranvier结区的轴膜和结旁段的髓鞘是 OL ETF糖尿病大鼠周围神经的起始损害位点     

糖尿病大鼠心肌病理变化及脂质过氧化和一氧化氮的改变

目的：研究糖尿病心肌的病理变化及其发生机制。方法：用光镜及透射电镜观察四氧嘧啶诱导的糖尿病1个月大鼠心肌形学改变,并测定心肌细胞超氧化物歧化酶（SOD）、谷膛甘肽过氧化物酶（GSH－Px)、一氧化氮合酶（NOS）的活性及一氧化氮（NO）、丙二醛（MDA）含量。结果：光镜下见心肌细胞萎缩、嗜酸性变及空泡变性,间质纤维增生,透射电镜下见线粒体扩张、嵴变短,内质网扩张,骨原纤维破坏,间质胶原纤维增生。SOD、GSH－Px活性下降,NOS活性及NO、MDA含量增加。结论：糖尿病大鼠心肌病变主要为心肌萎缩、线粒体扩张及肌原纤维破坏,间质纤维增生,脂质过氧化作用及NO所致的损伤可参与其中。     

糖尿病大鼠右心室乳头肌收缩功能的研究

目的: 研究不同时期糖尿病大鼠右心室乳头肌收缩功能状态。方法: 以四氧嘧啶复制大鼠糖尿病模型,在糖尿病大鼠的第2、4、6、8周, 游离右心室乳头肌, 置于氧合台氏液中, 电刺激状态下, 记录乳头肌收缩功能, 与对照组大鼠进行比较。结果: 糖尿病大鼠第4周的右心室乳头肌+dT/dt_max、-dT/dt_max显著低于对照组(P<0.05)。第6周+dT/dt_max、-dT/dt_max、舒张1/2间期与对照组差异显著(P<0.05、P<0.05、P<0.01)。第8周张力增量、+dT/dt_max、-dT/dt_max、+t-dT/dt_max及舒张1/2间期两组比较均有显著差异(P<0.01、P<0.01、P<0.01、P<0.01和P<0.05)。结论: 糖尿病大鼠右心室乳头肌收缩功能从第4周开始下降, 至第8周最明显。     

长期糖尿病大鼠心脏肾上腺素受体的改变

本文观察了长期糖尿病大鼠心脏β肾上腺素受体，α１肾上腺素受体及其亚型的改变。在功能实验中，糖尿病大鼠左心耳对异丙肾上腺素与苯肾上腺素所介导的正性肌力作用无显著改变，而放射配体结合实验结果表明，糖尿病大鼠心肌β受体与α１受体数目均显著下降（Ｐ＜０．０５）；在α１受体中，α１Ｂ受体亚型所占的比例显著增高，由于在大鼠心脏主要由α１Ｂ亚型受体介导正性肌力作用，上述亚型的改变可部分解释糖尿病大鼠心肌α１受体     

茶多酚对正常大鼠及糖尿病大鼠右室乳头肌收缩功能的影响

目的：研究不同浓度的茶多酚（TP）对于正常大鼠及糖尿病大鼠成模后第6周、第8周右室乳头肌收缩功能的影响。 方法： 以四氧嘧啶复制糖尿病大鼠模型，将成模后第6周、第8周糖尿病大鼠右心室乳头肌游离，置于氧合台氏液中，电刺激状态下，记录乳头肌收缩功能，观察不同浓度的茶多酚的影响，并与对照组大鼠进行比较。 结果： 成模糖尿病大鼠第6周时舒张1/2间期延长（P<0.05），收缩速度:+dT/dtmax，-dT/dtmax均降低(P<0.01,P＜0.05)，至第8周张力增量，收缩速度:+dT/dtmax，-dT/dtmax降低（P<0.01）,舒张1/2间期延长（P<0.01）。正常SD大鼠和糖尿病大鼠右室乳头肌给予不同浓度的茶多酚，在15-120 mg/L的浓度范围内，茶多酚对于正常大鼠可以产生正性肌力作用;虽然糖尿病6周大鼠的右室乳头肌收缩功能有所降低,但对茶多酚产生与正常大鼠相似的反应，而糖尿病8周的大鼠对于茶多酚无明显反应。 结论： 茶多酚应用于早期的糖尿病性心肌病，可以产生正性肌力作用，但是对于有严重的心肌损害的糖尿病大鼠心肌，不能产生正性肌力作用。     

糖尿病大鼠心肌电学的改变及环维黄杨星D对其电生理的影响

目的：观察糖尿病大鼠心肌电学变化特点，探讨环维黄杨星D(CVB-D)对糖尿病心肌电生理的影响。 方法： 以SD雄性大鼠尾静脉注射四氧嘧啶(alloxan,50 mg·kg^-1)复制糖尿病模型，选择以年龄相匹配的SD雄性大鼠作为对照组。2周后，记录大鼠体表心电图和右心室乳头肌跨膜电位，观察CVB-D对跨膜电位的影响。 结果： 糖尿病造模后第2周时，心率明显减慢于对照组，体表心电图QT间期和右室乳头肌动作电位时程（APD）各水平均明显长于对照组大鼠（P<0.01）,而静息膜电位（RP）、动作电位幅度(APA)和 超射值（OS）以及0期去极化最大速率（Vmax）均无明显变化。CVB-D具有剂量依赖效应，在13.3-63.3 μmol·L^-1范围内呈剂量依赖性地延长糖尿病大鼠和对照组大鼠APD30、APD50、APD70和APD90，对糖尿病大鼠APD延长作用更大。在33.3-63.3 μmol·L^-1浓度范围内，CVB-D呈剂量依赖性抑制糖尿病大鼠和对照组大鼠的静息电位(RP)、动作电位幅值（APA）和0期最大去极化速度（Vmax），但对糖尿病组抑制更大。研究结果还显示，CVB-D还具有时间依赖效应，当20 μmol·L^-1灌流心室肌10 min后开始出现作用，对照组到40 min左右作用达高峰，而糖尿病组40 min后仍继续延长。 结论： 糖尿病大鼠右室乳头肌动作电位时程和QT间期明显延长。CVB-D可进一步延长糖尿病大鼠的APD，抑制其RP、APA、OS以及Vmax，作用较对照组明显。     

腺相关病毒介导的PLB基因反义RNA对糖尿病大鼠心肌肌浆网

目的: 构建磷酸受纳蛋白(PLB)反义RNA腺相关病毒载体(rAAV-asPLB),建立糖尿病(DM)大鼠模型。直接心肌注射rAAV-asPLB,观察其对DM大鼠心肌PLB基因转录和蛋白表达的影响,以及对心肌肌浆网Ca²⁺-ATPase活性的作用。方法: 利用质粒辅助重组腺相关病毒系统试剂盒构建rAAV-asPLB。腹腔注射链脲佐菌素(STZ)诱导DM大鼠模型,将实验动物分为4组:正常组、DM组、盐水组和rAAV-asPLB组。盐水或rAAV-asPLB注射后6周,RT-PCR检测心肌PLB mRNA转录;Western blotting检测PLB蛋白表达水平;检测心肌肌浆网Ca²⁺-ATPase活性。结果: (1)成功构建rAAV-asPLB,诱导出DM大鼠模型。(2)DM组和盐水组PLB mRNA水平均高于正常组;rAAV-asPLB组PLB mRNA水平较DM组和盐水组明显降低。 (3)DM组和盐水组PLB 蛋白水平均高于正常组;rAAV-asPLB组PLB 蛋白水平较DM组和盐水组明显降低。(4)肌浆网Ca²⁺-ATPase活性在DM组和盐水组中较正常组明显降低,而rAAV-asPLB组较DM组和盐水组升高。结论: rAAV-asPLB抑制DM大鼠心肌PLB表达,增强Ca²⁺-ATPase活性。     

Ser16-, but not Thr17-phosphorylation of phospholamban influences frequency-dependent force generation in human myocardium

-Adrenoceptor/cAMP-dependent Ser¹⁶-phosphoryation as well as Ca²⁺-dependent Thr¹⁷-phosphorylation of phospholamban (PLB) influences SERCA 2a activity and thus myocardial contractility. To determine the cross-signaling between Ca²⁺ and cAMP pathways, the phosphorylation of Ser¹⁶-PLB and Thr¹⁷-PLB was studied at increasing stimulation frequencies as well as in the presence of -adrenergic stimulation in isolated ventricular trabeculae from failing (dilative cardiomyopathy, DCM, heart transplants, n=9) and non-failing human myocardium (donor hearts, NF, n=9). In addition, we measured the intracellular Ca²⁺-transient (fura-2) at increasing stimulation frequencies (0.5–3.0 Hz). Protein expression of SERCA 2a and phospholamban was similar in DCM and NF. In DCM, diastolic [Ca²⁺]_i was increased and systolic [Ca²⁺]_i as well as Ser¹⁶ PLB-phosphorylation were decreased as compared to NF at 0.5 Hz. The positive force–frequency relationship in human non-failing myocardium was accompanied by a frequency-dependent increase in Ser¹⁶-PLB, but not Thr¹⁷-PLB phosphorylation. In DCM, Ser¹⁶-PLB as well as Thr¹⁷-PLB phosphorylation were not altered at higher stimulation frequencies. After application of isoprenaline (1 µM), a profound increase in Ser¹⁶-PLB phosphorylation was accompanied by a small increase in Thr¹⁷-PLB phosphorylation, only in NF. The frequency-dependent phosphorylation of Ser¹⁶-PLB may favor an increase in Ca²⁺ transient and force generation in humans. Cross talk signaling of Ser¹⁶/Thr¹⁷-PLB phosphorylation after -adrenergic stimulation exists in non-failing, but not in failing human myocardium. The Ca²⁺-dependent CaM-kinase activity may be altered in human heart failure.     

Unchanged protein expression of sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase, phospholamban, and calsequestrin in terminally failing human myocardium

The enhanced diastolic Ca²⁺ levels observed in cardiac myocytes from patients with idiopathic dilated cardiomyopathy (DCM) may be either a consequence of functional impairment of sarcoplasmic reticulum calcium- ATPase (SERCA 2) and its regulator protein phospholamban or due to a reduction in the number of SERCA 2 proteins. As different myocardial membrane preparations may lead to different accumulation of proteins, the present study evaluated two different membrane preparations, in human failing and nonfailing myocardium for comparison of SERCA 2 activity and the protein expression of SERCA 2 and phospholamban. Crude membranes and tissue homo-genates without any centrifugation steps were prepared from human nonfailing hearts (donor hearts, NF, n=18) and terminally failing hearts (heart transplant, DCM, n=18). Calsequestrin protein expression was used as an internal control for overall protein expression. In both crude membranes and homogenates maximal SERCA 2 activity (V _max) was significantly reduced in failing heart preparations (NF crude membranes, 130±8; DCM crude membranes, 102±5 nmol ATP/mg protein per minute). In contrast, the protein expression of SERCA 2 (NF crude membranes, 488±35; DCM crude membranes, 494±42; P=0.92), phospholamban (NF crude membranes, 497±51; DCM crude membranes, 496±45; P=0.98) and calsequestrin (NF crude membranes, 109±06; DCM crude membranes, 107±08; P=0.84) was unchanged in NF and DCM hearts in both preparation methods. This was also the case when the protein expression was normalized to calsequestrin protein levels. Preparation of sarcoplasmic reticulum in crude membranes led to enhanced purification and consequently higher SERCA 2, phospholamban, and calsequestrin protein levels in crude membranes than in the homogenates, which was paralleled by an increase in SERCA 2 enzyme activity. In conclusion, the altered Ca²⁺ handling in DCM may be a consequence of reduced SERCA 2 enzyme activity and not the result of differences in protein expression of the Ca²⁺ regulating proteins SERCA 2, phospholamban, and calsequestrin in human myocardium. The present study emphasizes the importance of different myocardial membrane preparations with respect to quantitative investigations of protein expression and function. Received: 2 September 1997 / Accepted: 2 December 1997     

内质网应激蛋白BiP在姜黄素抗2型糖尿病神经病理性疼痛大鼠的作用

目的: 探讨姜黄素对2型糖尿病诱导的神经病理性疼痛(DNP)大鼠机械痛敏(MWT)、热痛敏(TWL)、脊髓背角和背根神经节(DRG)的保护作用及机制。方法: 高脂高糖饲料喂养8周诱导胰岛素抵抗后,继以单次小剂量链脲佐菌素(STZ)35 mg/kg腹腔注射,在注射STZ前和14 d后采用Electronic Von Fery触觉测痛仪和甩尾/足底测试仪测大鼠MWT和TWL,注射STZ 3 d后血糖≥16.7 mmol/L且在注射STZ 14 d后痛阈下降至基础值85%以下者入选为D组(81只)。将D组随机分为3组(n=27): DNP组、DNP+姜黄素100 mg·kg^-1·d^-1组(DCur组)和DNP+溶剂组(DSC组),另取27只为正常对照组(C组),给予普通饲料喂养。给姜黄素3、7、14 d后测血糖、MWT与TWL,并在同时点取大鼠L4~L6脊髓和DRG,用免疫组化和免疫印迹法测定脊髓背角和DRG中免疫球蛋白重链结合蛋白(BiP)的表达。结果: 与C组相比,DNP组各时点MWT降低,TWL缩短,血糖值升高,脊髓背角和DRG中BiP均出现表达上调(P<0.05)。与DNP组相比,DCur组在给姜黄素7 d后MWT升高,TWL延长;给姜黄素14 d后脊髓背角和DRG中BiP表达下调(P<0.05)。DSC组和DNP组相比差异无统计学意义。结论: BiP参与了2型糖尿病神经病理性疼痛的发病机制。姜黄素减轻2型糖尿病大鼠神经病理性疼痛的机制可能与抑制BiP表达有关。     

糖尿病早期角膜组织的超微变化

目的 :了解早期糖尿病角膜组织的超微变化 ,探讨糖尿病角膜病变的发病机制。方法 :选取SD雄性大鼠 4 0只 ,随机分为糖尿病组和正常对照组 ,前者以链脲佐菌素诱导成糖尿病模型。分别于 6、8、10、12周取角膜 ,扫描电镜及透射电镜下观察其超微改变。结果 :各个观察时点糖尿病大鼠角膜上皮和内皮细胞水肿 ,胞浆内线粒体增多和肿胀 ,随着病程进度而明显 ;角膜内皮的破坏从周边开始 ,逐渐向中央发展 ;成模后第 10周开始出现基质层胶原纤维排列紊乱 ,部分呈格子状排列 ,有断裂现象。结论 :糖尿病性角膜病变超微结构的改变导致了角膜功能异常 ,这可能与高血糖时物质代谢异常有关。