1 型糖尿病 “揭开” 阿霉素心脏毒性的神秘面纱:潜在机制与临床警示

【字体: 时间:2025年03月10日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究糖尿病对阿霉素(Dox)心脏毒性的影响,研究人员用小鼠模型研究,发现 1 型糖尿病加剧 Dox 心脏毒性,意义重大。

  在医学研究的领域中,癌症和糖尿病都是严重威胁人类健康的疾病,就像两颗危险的 “定时炸弹”。癌症治疗中的阿霉素(Doxorubicin,Dox)是一种常用的化疗药物,然而它存在心脏毒性的副作用,就像是给患者治疗的同时埋下了一颗 “心脏隐患”。而且,癌症患者中糖尿病的发病率也在逐渐上升,这两者之间的相互作用,尤其是糖尿病对阿霉素心脏毒性的影响,一直是医学研究中亟待解决的问题。
为了揭开这个谜团,法国 Inserm UMR-S 942 MASCOT、巴黎西岱大学(University of Paris Cité)等机构的研究人员开展了深入研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,为理解这两种疾病的相互关系以及相关治疗提供了重要依据。

研究人员采用了多种关键技术方法。在动物实验方面,选用 6 周龄雄性 SWISS 小鼠,按照特定方案进行阿霉素注射,之后部分小鼠再用链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导高血糖,模拟 1 型糖尿病(DT1)。实验过程中,运用超声心动图检测小鼠心脏功能;通过对心脏组织和细胞进行 RNA 提取、蛋白质制备等操作,采用实时定量 RT-PCR 和蛋白质免疫印迹(western blot)技术,检测相关基因和蛋白的表达水平。在细胞实验方面,使用大鼠心肌细胞 H9C2 细胞进行培养,用阿霉素和高浓度葡萄糖处理细胞,研究对细胞存活和形态的影响。

研究结果如下:

  • 阿霉素诱导急性心脏功能障碍和高血糖:在阿霉素治疗一周后,部分小鼠出现急性心脏功能障碍,同时伴有血糖升高,心脏组织中葡萄糖转运蛋白 4(GLUT4)的表达下降。不过,这种高血糖在后续诱导 1 型糖尿病时并未加剧。
  • STZ 诱导的高血糖加剧阿霉素诱导的心脏功能障碍和死亡率:阿霉素和 STZ 诱导的高血糖都会导致小鼠死亡,但预先接受阿霉素治疗的小鼠在诱导高血糖后,死亡率更高,心脏功能下降更明显。实验还发现,Dox-STZ 组小鼠心脏组织中,活性半胱天冬酶 3(caspase 3)蛋白水平和促凋亡基因 Bax 的 mRNA 水平升高,表明心肌细胞凋亡增加。体外实验也显示,阿霉素和高血糖共同处理细胞,会使心肌细胞死亡率进一步上升。
  • STZ 诱导的高血糖而非阿霉素诱导心肌细胞萎缩:通过超声心动图评估心脏恶病质,发现阿霉素和 1 型糖尿病都会使小鼠室间隔直径减小,且高血糖会加重这种变化。但在心肌细胞层面,只有糖尿病会诱导心肌细胞萎缩,阿霉素在体外虽能诱导心肌细胞萎缩,但在体内实验中未观察到这种现象。
  • 阿霉素和 STZ 诱导的高血糖独立诱导毛细血管稀疏:阿霉素和 STZ 诱导的高血糖都会使每个心肌细胞的毛细血管数量减少,同时心脏组织中血管内皮生长因子 A(VEGF-A)的蛋白水平下降,且两种应激因素共同作用时,这种影响并未加剧。
  • STZ 诱导的高血糖加剧阿霉素治疗小鼠的心脏纤维化:阿霉素或 STZ 诱导的高血糖都会导致心脏胶原沉积增加,而预先接受阿霉素治疗的小鼠在诱导高血糖后,心脏纤维化更严重。同时,Dox-STZ 组小鼠心脏组织中,促纤维化的半乳糖凝集素 3(galectin-3)蛋白水平升高。

研究结论和讨论部分指出,该研究首次证明 1 型糖尿病会 “揭开” 阿霉素治疗引起的亚临床心脏毒性。其机制主要涉及心肌细胞死亡增加,进而导致细胞外基质重塑,最终引发心脏收缩功能障碍和死亡。这一研究结果对癌症幸存者意义重大,因为他们患心血管疾病(如糖尿病)的风险较高,而糖尿病可能会 “唤醒” 化疗药物隐藏的心脏毒性。虽然研究存在一定局限性,如仅模拟了 1 型糖尿病、未使用原代细胞、模型中未包含癌症本身等,但它为后续研究指明了方向,也提醒临床医生在治疗癌症患者时,要高度关注糖尿病与阿霉素心脏毒性之间的潜在关联,为患者制定更安全有效的治疗方案提供了理论依据 。

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