糖尿病性心肌病（diabetic cardiomyopathy，DCM）是一种独立于糖尿病大血管并发症的心肌结构和功能改变的疾病，是由糖尿病引起的以左室舒张和/或收缩功能障碍为表型的心肌病变，其发病机制复杂。目前认为，DCM是糖尿病特有的代谢异常如高血糖、高甘油三脂和高非脂化脂肪酸等因素，导致细胞内钙稳态失衡、肾素－血管紧张素（RAS）系统激活和氧化应激等改变，最终使心肌结构和功能改变[1，2]，DCM是糖尿病患者高心力衰竭发生率和高死亡率的主要原因。自从1972年Rubler等首先提出DCM这一概念后，近30余年来，国内外学者在DCM的领域中进行了大量的基础和临床研究。现有的证据表明，DCM的主要病理变化包括心肌细胞和心肌间质两个方面，以往对心肌细胞改变的研究较多，但近年来已认识到，心肌间质纤维化在DCM的发生和发展起着不可忽视的作用。临床研究表明，DCM通常以舒张性心力衰竭为早期表现[3]，即心肌松弛性减低和僵硬度增大，而心肌间质纤维化是舒张性心力衰竭的主要发生机制，心肌胶原浓度的增加，同样也可导致收缩功能受损[4]。因此，心肌间质纤维化在DCM发生和发展中的作用受到重视。晚近，糖尿病状态下心肌间质纤维化相关的分子病理学机制研究也有了一定的进展。

    心肌间质即细胞外基质的主要成分是胶原蛋白，由间质内的成纤维细胞合成和分泌。心脏的非心肌细胞占心脏细胞总数的2/3，心肌成纤维细胞约占非心肌细胞的90%～95%[5]。心肌间质的胶原主要是I型和Ⅲ型胶原，在成人心脏，I型胶原占80～85％，其伸展性和回弹性较小，而僵硬度较大，主要聚合成粗纤维。Ⅲ型胶原约占11％，其伸展性和回弹性较大，形成典型的细纤维。研究发现，I型和Ⅲ型胶原总是同时存在相应的组织内，并且总是以多聚体分子结构即纤维形式存在。I型胶原少量增加即可增加心肌的僵硬度，而Ⅲ型胶原的明显增加可提高左室的顺应性，胶原表型的改变对舒张功能的影响比胶原浓度更为
重要，因此，I型和Ⅲ型胶原的比例可反映心肌纤维化的程度。胶原纤维相互交
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基金项目：国家自然基金：（30871038， 30570746）

    织成一个复杂的三维空间网络，除对心肌细胞起支持与连接作用外，决定着整个心肌组织的僵硬度。正常情况下，心肌胶原的合成与降解处于动态平衡中，并受到严格的调节控制。在许多心血管疾病状态下如糖尿病时，心肌成纤维细胞增殖，合成和分泌大量的胶原。当心肌的胶原容积分数大于正常的2～3倍时即可使心室僵硬度增加；大于正常的4倍时，心肌细胞被伸入的胶原分隔，肌节伸展受阻，使收缩力的产生和传导障碍。收缩功能减低胶原浓度增加的同时，多伴有胶原纤维比例、结构、形态和表型发生改变，被称之为心肌间质重构。因此，胶原纤维的浓度、几何构型、排列、分布和表型决定了整个心脏组织的僵硬度[6]。  

    ECM的生成和降解受许多因素的影响和调控，其中，诸多的生长因子表达增加在糖尿病状态下组织器官纤维化形成中起重要作用，在糖尿病患者和动物模型中证实参与纤维化过程的生长因子包括转化生长因子β（transforming growth factor beta，TGFβ）、结蒂组织生长因子（CTGF）、胰岛素样生长因子1（IGF-1）、成纤维细胞生长因子（FGF、） 表皮生长因子（EGF）、血小板衍生生长因子（PDGF）等[7]，其中TGFβ作为一个关键的生长因子，在转录、转录后及翻译水平增加胶原等间质蛋白质的合成，同时可通过抑制胶原酶等金属蛋白酶的分泌及刺激金属蛋白酶抑制剂的表达而抑制胶原的降解，在组织器官纤维化形成过程中起着重要的作用。TGFβ异构体中，TGFβ1致组织纤维化作用最强。体内的许多细胞和组织中均表达和释放TGFβ，其生物活性形式是二硫键连接而成的同源二聚体，最初TGFβ以二聚体与其潜活相关蛋白（latent-associated protein，LAP）非共价连接而形成非活性TGFβ，分泌到细胞外。细胞外的激活是TGFβ发挥生物学活性必不可少的过程，因此，深入研究TGFβ的激活途径对寻求新的治疗靶点具有重要意义。

    TGFβ除可经纤溶酶或组织蛋白酶水解产生激活型的TGFβ外，近年有研究显示血小板反应素（thrombospondin，TSP），尤其是TSP－1，是其重要的生理激活物之一[8]。TSP是一种大分子的细胞外糖蛋白，最初是在被凝血酶刺激的血小板α颗粒释放的产物中被发现，以后的研究证实TSP并非血小板特有，可被肾小球系膜细胞等多种细胞分泌，许多组织如肾脏、心脏、软骨和脑中都有TSP基因产物的表达，是许多不同组织细胞外间质的重要成分。由于TSP-1为多结构域分子，故其效应多种多样，最重要的是TSP-1可通过调节其它细胞因子，而间接引起生物学行为的改变，尤其TSP与非活性型TGFβ的LAP（latent-associated protein）区域结合，可改变LAP的空间构型，使TGFβ上与受体结合的位点暴露，成为活性型TGFβ。上述结果主要来源于肾小球纤维化方面的研究[9，10]。晚近发现葡萄糖是TSP-1表达的重要激活物，葡萄糖可激活细胞中TSP-1表达增加30倍之多[11]。因此推测TSP通过激活TGFβ在DCM心肌间质纤维化过程中可能起重要作用。为了证实这一假设，我们进行了相应的研究[12]。

    以高脂高热量诱导加小剂量STZ注射（30mg/kg）共16周建立糖尿病的动物模型，试验结束时，进行超声心动图和心导管检查。结果显示，与对照组比较，DCM组左房、左室内径扩大，左室射血分数减低（0.78±0.07 vs 0.66±0.07，  P<0.05），左室收缩末期压力减低（124.17±22.00 mmHg vs 91.00±16.32 mmHg， P<0.01），左室舒张末期压力升高（4.83±1.60 mmHg vs 8.43±1.27 mmHg， P<0.01），dp/dtmax和-dp/dtmax 均减低，T值显著升高（20.29±3.08 vs 26.17±3.49， P<0.01）。提示本研究建立的动物模型符合DCM，属于混合性心衰，即左室舒张和收缩功能均减低。

    与对照组比较，DCM组左室心肌胶原含量显著增加，RT-PCR和Western-blot检测，TSP-1、TGFβmRNA和蛋白质表达显著增加，TSP-1和-TGFβ1蛋白质表达水平与空腹血糖、心肌组织胶原含量、LVSP、LVEDP、±dp/dtmax显著相关。

    为了进一步证实TSP-1对TGFβ的调节作用，我们进行了细胞学研究。设计了大鼠TSP-1的siRNA，采用LipofectamineTM2000作为转染试剂，观察在成纤维细胞TSP-1受抑制后低糖和高糖状态下TSP-1/TGFβ1/Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA和蛋白质的表达水平。结果显示，采用RNA干扰技术特异性阻断心肌成纤维细胞TSP-1的表达后，TGFβ1表达显著减低，Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原的合成减少。提示抑制TSP-1活性有可能减低DCM心肌间质纤维化程度。

    目前为止尚无能应用于临床的TSP-1特异性的抑制剂，但在动物和临床研究中均发现DCM时有RAS系统的激活，而血管紧张素Ⅱ可能是刺激TSP-1表达的重要因素之一，这一作用是通过AT1受体介导的。因此，应用AT1受体拮抗剂缬沙坦对糖尿病动物进行干预性治疗，有可能通过抑制TSP-1/TGFβ1信号途径减轻心肌纤维化。我们进行了相关研究。结果显示，与DCM组比较，缬沙坦组TSP-1/TGFβ mRNA和蛋白质表达显著减低，心肌胶原含量减少，左室收缩和舒张功能改善[13]。提示RAS系统抑制剂在DCM治疗中可能具有重要地位。

    虽然早在1972年就提出了DCM的概念，但其发病机制的研究进展缓慢[14]，特别是有关糖尿病心肌间质纤维化的病理分子机制尚未完全阐明，因此也缺乏以机制为基础的有效治疗措施。深入这方面的研究，对于开发治疗心肌纤维化的药物，改善DCM的预后具有重要意义。

                        参考文献
1. Poornina IG， Parikh P， Shannon RP. Diabetic cardiomyopathy the search for a unifying hypothesis. Cir Res. 2006， 98: 596-605
2. Boudina S， Abel ED. Diabetic cardiomyopathy revisited. Circulation. 2007， 115: 3213-3223
3. Galderisi M. Diastolic dysfunction and diabetic cardiomyopathy: evaluation by Doppler echocardiography.J Am Coll Cardiol. 2006， 48(8):1548-51.
4. Wu Y， Tobias AH， Bell K， Barry W， Helmes M， Trombitas K， Tucker R， Campbell KB， Granzier HL. Cellular and molecular mechanisms of systolic and diastolic in an avian model of dilated  cardiomyopathy. J Moll Cell Cardiol， 2004， 37:111-119.
5. Camelliti P， Borg TK， Kohl P. Structural and functional characterisation of cardiac fibroblasts. Cardiovasc Res. 2005， 65(1):40-51.
6.  Khan R， Sheppard R. Fibrosis in heart disease: understanding the role of transforming growth factor-beta in cardiomyopathy， valvular disease and arrhythmia.Immunology. 2006 May;118(1):10-24.
7. Ban CR， Twigg SM.. Fibrosis in diatetes complications: pathogenic mechanisms and circulating and urinary markers. Vascular Health and Manegement. 2008， 4:575-591
8. Daniel C， Wiede J， Krutzsch HC， et al. Throm