瘦素通过调节 cGAS/STING 信号通路和 Opa1 介导的线粒体融合,改善糖尿病心肌病引发的心脏重塑:开启糖尿病心脏保护新征程

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Cellular Signalling 4.4

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  糖尿病心肌病(DCM)的治疗面临困境,研究人员探究瘦素在 DCM 发病机制中的作用。结果发现瘦素可缓解糖尿病小鼠心脏病变,调节线粒体融合。这表明瘦素有望成为预防糖尿病相关心脏疾病的新药物。

  在全球范围内,糖尿病正如同一场无声的 “健康危机”,发病率一路飙升,严重威胁着大众的健康。而糖尿病引发的心血管并发症,更是成为导致患者发病和死亡的 “幕后黑手”。糖尿病心肌病(DCM)作为糖尿病的一种心脏并发症,即便在患者没有冠状动脉疾病或高血压的情况下,也会悄无声息地引发心室功能障碍。可令人遗憾的是,目前人们对 DCM 的发病原因还没有完全搞清楚。虽然市面上有 β - 肾上腺素能拮抗剂、肾素 - 血管紧张素 - 醛固酮系统(RAAS)抑制剂等药物,但这些药物在治疗 DCM 方面,效果并不理想。因此,深入探究 DCM 的病理生理机制,寻找更有效的治疗方法,迫在眉睫。
来自西安第一医院的研究人员,开展了一项关于瘦素(Leptin)对糖尿病心肌病发病机制影响的研究。最终研究发现,瘦素能够通过调节 cGAS/STING 信号通路和 Opa1 介导的线粒体融合,减轻高血糖对线粒体造成的氧化损伤,进而预防糖尿病心肌病的发生。这一研究成果意义重大,它为预防和治疗糖尿病相关的心脏疾病提供了新的方向和潜在的治疗靶点,有望改善糖尿病患者的心脏健康状况。该研究成果发表在《Cellular Signalling》杂志上。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,通过给小鼠注射链脲佐菌素(STZ)构建糖尿病小鼠模型,以此模拟糖尿病状态;接着,利用皮下植入渗透泵的方式给予小鼠瘦素;在评估心脏功能方面,采用了超声心动图技术;对于心脏组织的病理变化,运用了苏木精 - 伊红(H&E)染色、小麦胚芽凝集素(WGA)染色和 Masson 三色染色等方法;在检测心肌细胞凋亡时,使用了 TUNEL 检测法;此外,还通过透射电子显微镜(TEM)观察线粒体结构,利用荧光指示剂 MitoTracker Green 和 MitoSOX Red 评估心肌细胞内线粒体的形态和功能。研究样本队列包括新诊断为糖尿病且未接受任何抗糖尿病治疗的患者,同时排除了患有冠状动脉疾病、心肌病、心律失常、糖尿病相关血管并发症、肾功能不全、严重心理障碍或癌症的患者。

研究结果具体如下:

  • 血浆瘦素水平与 DCM 的关系:研究人员对糖尿病心肌病进展过程中血浆瘦素浓度进行了评估。发现在糖尿病小鼠模型中,糖尿病发病 8 周后,血浆瘦素水平显著升高,而此时 DCM 还未表现出明显症状。直到糖尿病发病 12 周后,小鼠左心室射血分数(LVEF)大幅下降,心脏功能受损,DCM 症状才显现出来。这表明血浆瘦素水平的升高先于 DCM 的发生。
  • 瘦素对糖尿病小鼠心脏病理变化的影响:通过 H&E、WGA 和 Masson 染色发现,糖尿病小鼠出现了明显的心脏肥大和纤维化。而给予瘦素后,显著减轻了糖尿病小鼠的心脏病理表现,说明瘦素对糖尿病小鼠的心脏具有保护作用。
  • 瘦素对线粒体的影响:在高糖(HG)环境下培养的原代新生心肌细胞实验中,研究人员发现瘦素能够增加 Opa1 的表达,增强线粒体融合和功能。这意味着瘦素可以改善高糖环境下心肌细胞线粒体的状态。
  • cGAS/STING 信号通路的作用:研究表明,cGAS/STING 信号通路可能是瘦素促进 Opa1 驱动的线粒体融合的关键中介。也就是说,瘦素可能是通过调节这条信号通路来影响线粒体融合的。

研究结论和讨论部分指出,瘦素能够保护心脏免受高血糖诱导的线粒体氧化损伤和糖尿病心肌病的侵害,这主要是通过调节 cGAS/STING 信号级联反应和 Opa1 介导的线粒体融合实现的。这一研究成果为糖尿病心肌病的治疗提供了新的潜在药物靶点 —— 瘦素,它有望成为促进线粒体融合、预防糖尿病相关心脏疾病的有效药物。这不仅有助于推动糖尿病心肌病治疗领域的发展,也为后续相关研究指明了方向,让人们看到了攻克糖尿病心脏并发症的新希望。

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