支链氨基酸代谢紊乱对2型糖尿病小鼠心肌缺血/再灌注损伤的影响

目的 探讨支链氨基酸(branched chain amino acids,BCAA)代谢紊乱对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)小鼠心肌缺血/再灌注(myocardial ischemia/reperfusion,MI/R)损伤的影响.方法 采用高脂饮食喂养结合小剂量链脲佐菌素(STZ)腹腔注射的方法建立小鼠模型.将60只雄性C57BL/6小鼠,随机分成6组:即正常对照(Control)组、T2DM组、T2DM+盐水治疗(T2DM+ Vehicle)组、T2DM+支链α-酮酸脱氢酶激酶特异性抑制剂3,6-二氯-2-苯并噻吩羧酸(BT2)治疗(T2DM+ BT2)组、T2DM+盐水治疗+I/R(T2DM+ Vehicle+ I/R)组及T2DM+BT2治疗+I/R(T2DM +BT2 +I/R)组.离体培养H9C2细胞,随机分为3组,分别是对照(Control)组、缺氧/复氧(hypoxia/reoxygenation,H/R)组和H/R +BT2治疗(H/R+ BT2)组,并给予不同浓度的BCAA或BCKA孵育.ELISA法检测血浆、心肌及培养的细胞上清中BCAA、BCKA水平及心肌BCKD酶活性;Western blot法检测BCKDE1α、P-BCKDE1α水平;CCK-8试剂盒检测细胞活性;乳酸脱氢酶细胞毒性检测试剂盒检测LDH释放水平;超声检测小鼠左室射血分数;TTC/伊文氏兰染色法检测心肌梗死面积.结果 ①高脂饮食结合小剂量STZ腹腔注射,成功建立T2DM小鼠模型,T2DM组胰岛素水平较Control组明显增高(P＜0.01);②T2DM小鼠心肌BCAA代谢紊乱.T2DM小鼠血浆和心肌中BCAA、BCKA的水平均明显升高(P＜0.01),T2DM小鼠心肌组织BCKD酶的活性明显降低(P＜0.01),P-BCKDE1α/BCKDE1α显著升高(P＜0.01);③给予T2DM小鼠BT2治疗后,其BCAA代谢紊乱得到显著改善的同时减少T2DM小鼠的心梗面积(P＜0.01);④外源性孵育高浓度BCKA时,H9C2细胞H/R损伤加重,BT2治疗能够减轻这种损伤(P＜0.05).结论 BCAA代谢紊乱是糖尿病MI/R损伤加重的可能原因之一,BT2可能作为纠正T2DM BCAA代谢紊乱的有效药物.