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为探究利拉鲁肽和 HIIT 联合治疗对糖尿病心肌病(DCM)的作用及机制,研究人员以 DCM 大鼠为对象开展研究。结果显示联合治疗能改善心脏功能等。该研究为 DCM 治疗提供新方向,具有重要意义。
在健康医学领域,糖尿病心肌病(DCM)一直是个棘手的难题。它主要由糖尿病引发,独立于冠状动脉疾病和高血压。随着糖尿病患者数量的不断攀升,DCM 的患病率也日益增加,严重威胁着人们的健康。心力衰竭是 DCM 的严重并发症,其中心力衰竭伴射血分数保留(HFpEF)这种复杂临床综合征在糖尿病患者中尤为常见。它不仅会导致心脏结构和功能的改变,还会增加患者的死亡风险。目前,针对 DCM 的治疗手段有限,现有的治疗方法往往难以兼顾血糖控制和心脏收缩蛋白的保护。在这样的背景下,探索更有效的治疗策略迫在眉睫。
为了解决这些问题,天津体育学院运动与健康科学学院、保定市第一医院内分泌科以及河北省人民医院内分泌科的研究人员携手开展了一项研究。他们聚焦于利拉鲁肽(一种胰高血糖素样肽 - 1 受体激动剂(GLP - 1RA))和高强度间歇训练(HIIT)联合治疗对 DCM 的影响。研究成果发表在《Scientific Reports》上,为 DCM 的治疗带来了新的曙光。
在研究方法上,研究人员首先利用高脂饮食和低剂量链脲佐菌素(STZ)诱导建立 DCM 大鼠模型。将 90 只雄性 Wistar 大鼠随机分组,其中 10 只作为正常对照组(CON),其余 80 只诱导糖尿病模型,筛选出符合标准的 40 只 DCM 大鼠再随机分为四组:DCM 组、利拉鲁肽治疗组(Lira)、HIIT 干预组(HIIT)、利拉鲁肽和 HIIT 联合干预组(Lira + HIIT)。之后,对大鼠进行 8 周的相应处理。研究过程中,运用了多种关键技术:通过超声心动图检查评估心脏功能;采集血清样本进行生化分析,检测空腹血糖(FBG)、心肌肌钙蛋白 T(cTnT)、B 型利钠肽(BNP)和 GLP - 1 等指标;对心脏组织进行采样,进行组织学染色、免疫组化、定量实时聚合酶链反应(qRT - PCR)以及蛋白质免疫印迹(Western blotting)检测,以探究心脏结构、相关基因和蛋白的表达变化。
研究结果如下:
- 心脏功能参数:与 CON 组相比,DCM 大鼠舒张功能受损(E/A 比值升高、等容舒张时间(IVRT)延长),收缩功能降低(左心室射血分数(LVEF)和缩短分数(FS)降低),心脏腔室扩大(左心室后壁(LVPW)和室间隔(IVS)变薄)。8 周的 HIIT 和联合治疗显著降低了 E/A 比值,提高了 LVEF、FS 和 IVS。利拉鲁肽治疗也降低了 E/A 比值,改善了 LVEF,但对 FS 的改善不显著。各组 IVRT 水平无显著差异。这表明 HIIT 和联合治疗在改善心脏收缩和舒张功能方面效果显著。
- 心脏偏心性肥大:DCM 大鼠心脏的心脏重量与体重比(HW/BW)增加,心肌细胞伸长,心室腔扩大,但心肌细胞横截面积(CSA)未增加。仅联合治疗在 8 周治疗后显著降低了 HW/BW 比值,HIIT 干预使 CSA 增加,而利拉鲁肽治疗在控制心脏偏心性肥大方面无统计学差异。由此可见,联合治疗在控制心脏肥大方面优于单一干预。
- 心脏重构:透射电镜显示,DCM 组心肌细胞肌节的 M 线和 Z 盘出现轻度破坏,伴有肌丝排列紊乱、脂质积累。利拉鲁肽和 HIIT 治疗减轻了肌丝排列异常和线粒体结构不规则。Masson 三色染色表明,DCM 大鼠存在明显的间质纤维化,8 周的利拉鲁肽和 / 或 HIIT 干预显著减少了胶原沉积,减轻了心肌纤维化,且利拉鲁肽在减少纤维化面积百分比方面效果更好。这说明利拉鲁肽和 HIIT 能够改善心脏重构,减轻心肌纤维化。
- 心脏萎缩:DCM 大鼠中,α - 肌球蛋白重链(α - MHC)mRNA 水平呈下降趋势,β - MHC mRNA 增加了三倍。利拉鲁肽和 / 或 HIIT 干预显著逆转了 α - MHC 和 β - MHC mRNA 的异常表达,HIIT 干预和联合治疗使 α - MHC mRNA 表达显著增加。同时,DCM 组肌肉特异性环指蛋白 1(MURF1)mRNA 水平显著升高,叉头框蛋白 O1(FOXO1)表达也增加,而利拉鲁肽和 / 或 HIIT 治疗后二者均显著降低。这表明利拉鲁肽和 HIIT 能够调节心肌萎缩相关基因的表达,抑制心脏萎缩。
- FOXO1 和 MURF1 的共定位:免疫荧光双标结果显示,DCM 大鼠中 FOXO1 和 MURF1 的相对强度显著升高,二者共定位增加,促进心肌细胞萎缩。虽然利拉鲁肽和 HIIT 干预分别降低了 FOXO1 和 MURF1 的相对强度,但它们之间的共定位关系仍然存在。联合治疗在降低 FOXO1 和 MURF1 相对强度以及共定位比例方面效果更好。这说明联合治疗能更有效地抑制心肌细胞萎缩相关蛋白的共定位。
- 血清生物标志物:DCM 大鼠血清中心肌损伤生物标志物 cTnT 和 BNP 水平升高,血清 GLP - 1 水平降低。利拉鲁肽和 / 或 HIIT 干预后,cTnT 水平显著降低,利拉鲁肽和联合治疗显著降低了 BNP 水平,HIIT 干预后血清 GLP - 1 水平显著升高。这表明利拉鲁肽和 HIIT 能够改善血清生物标志物水平,反映出其对心脏的保护作用。
- GLP - 1 信号通路:DCM 大鼠心脏中 GLP - 1 和 GLP - 1 受体(GLP - 1R)蛋白表达降低。8 周干预后,心脏 GLP - 1 相对表达恢复到正常水平,治疗组中 GLP - 1R 蛋白表达显著改善,且 HIIT 和联合治疗组中 GLP - 1R 蛋白表达显著高于利拉鲁肽治疗组。这说明联合治疗可以改善 GLP - 1 信号通路,提高 GLP - 1R 的敏感性。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次证明了利拉鲁肽和 HIIT 联合治疗具有心脏保护作用。联合治疗通过抑制心脏萎缩,减轻心脏偏心性肥大,改善心脏功能。虽然利拉鲁肽和 HIIT 各自具有心脏保护作用,但二者的协同作用更为显著。联合治疗能够抵消单一治疗的局限性,减少运动对心脏的应激影响,限制 FOXO1 和 MURF1 的共定位,提高心肌 GLP - 1R 的敏感性。这一研究成果为 DCM 的治疗提供了新的策略和理论依据,有望在未来临床实践中改善 DCM 患者的预后,为糖尿病心肌病患者带来新的希望,对推动糖尿病心肌病治疗领域的发展具有重要意义。