CEL: Zbadanie wpływu trimetazydyny, o której wiadomo, że jest przeciwutleniacz i modulator metabolizmu, na czynność serca i rozwój kardiomiopatii cukrzycowej u myszy db/db. METODY: Trimetazydynę podawano myszom db/db przez osiem tygodni. Czynność serca mierzono poprzez wprowadzenie cewnika Millara do lewej komory, oraz stres oksydacyjny i aktywność kinazy białkowej aktywowanej AMP (AMPK) w mięśniu sercowym. mięśnia sercowego. WYNIKI: Nieleczone myszy db/db wykazywały znaczny spadek czynności serca w porównaniu z normalnymi myszami C57. w porównaniu do normalnych myszy C57. Stres oksydacyjny i odkładanie lipidów były w mięśniu sercowym, wraz z inaktywacją AMPK i zwiększoną ekspresją prooksysomów peroksysomów. zwiększoną ekspresją koaktywatora receptora aktywowanego przez proliferatory peroksysomów-1 alfa (PGC-1 alfa). Trimetazydyna znacząco poprawiła skurczową i rozkurczową w sercach myszy db/db i doprowadziła do zmniejszenia produkcji reaktywnych reaktywnych form tlenu i odkładania się kwasów tłuszczowych w kardiomiocytach. Trimetazydyna powodowała również aktywację AMPK i zmniejszała ekspresję PGC-1 alfa w sercach myszy myszy db/db. WNIOSEK: Dane sugerują, że trimetazydyna znacząco poprawia czynność serca serca u myszy db/db poprzez osłabienie lipotoksyczności i poprawę stanu utlenienia serca. utleniania serca. Aktywacja AMPK i zmniejszona ekspresja PGC-1 alfa były zaangażowane w ten proces. Ponadto nasze badanie sugeruje, że trimetazydyna hamuje rozwój kardiomiopatii cukrzycowej, co uzasadnia dalsze badania kliniczne. uzasadnia dalsze badania kliniczne. --- U otyłych gryzoni nadmierna akumulacja lipidów w mięśniu sercowym (lipotoksyczność) mięśnia sercowego może powodować kardiomiopatię, której u otyłych szczurów Zucker z cukrzycą tłuszczową (ZDF) fa/fa można zapobiec poprzez leczenie troglitazonem (TGZ). Aby określić podstawowe mechanizmy, zmierzyliśmy całkowitą kinazę aktywowaną 5'-AMP (AMPK) i jej aktywowaną, fosforylowaną formę, P-AMPK. P-AMPK była znacznie zmniejszona zarówno w sercach szczurów ZDF fa/fa, jak i myszy ob/ob w porównaniu z szczupłymi sercami myszy typu dzikiego. Leczenie TGZ otyłych szczurów ZDF, które obniżyło zawartość lipidów w sercu zawartość lipidów w sercu, zwiększało P-AMPK. Ekspresja fosfatazy białkowej 2C (PP2C), która inaktywuje aktywność AMPK poprzez defosforylację, była zwiększona w nieleczonych sercach szczurów ZDF fa/fa, ale spadła wraz z leczeniem TGZ, co sugeruje, że PP2C może wpływać na aktywność AMPK. W hodowanych mięśniach sercowych kwasy tłuszczowe zmniejszały P-AMPK, sugerując efekt sprzężenia zwrotnego przeciążenia lipidami. Nasze odkrycia podkreślają rolę PP2C i AMPK w zaburzeniach metabolizmu lipidów w sercu w otyłości i dostarczają nowych informacji na temat mechanizmów zaburzeń liporegulacji prowadzących do kardiomiopatii lipotoksycznej. --- Kardiomiopatia cukrzycowa jest związana z supresją autofagii sercowej, a aktywacja kinazy białkowej aktywowanej AMP (AMPK) przywraca autofagię serca i zapobiega kardiomiopatii u myszy z cukrzycą, aczkolwiek poprzez nieznany mechanizm. My postawiliśmy hipotezę, że autofagia indukowana przez AMPK łagodzi kardiomiopatię cukrzycową poprzez hamowanie apoptozy kardiomiocytów i zbadaliśmy wpływ AMPK na interakcję między Beclin1 i Bcl-2, przełącznik między autofagią a apoptozą, u myszy z cukrzycą i komórek mioblastów serca H9c2 poddanych działaniu wysokiego stężenia glukozy. Ekspozycja komórek H9c2 na wysoki poziom glukozy zmniejszała aktywność AMPK, hamowała Jun NH2-terminal kinaza 1 (JNK1) - chłoniak B-komórkowy 2 (Bcl-2) i promowała wiązanie Beclin1 do Bcl-2. do Bcl-2. I odwrotnie, aktywacja AMPK przez metforminę stymulowała sygnał sygnalizację JNK1-Bcl-2 i zakłócała kompleks Beclin1-Bcl-2. Aktywacja AMPK, która normalizowała autofagię serca, osłabiała apoptozę indukowaną wysokim poziomem glukozy apoptozę w hodowanych komórkach H9c2. Efekt ten był osłabiany przez hamowanie autofagii. autofagii. Wreszcie, przewlekłe podawanie metforminy u myszy z cukrzycą przywróciło autofagię serca poprzez aktywację szlaków JNK1-Bcl-2 i dysocjację Beclin1 i Bcl-2. Indukcja autofagii chroniła przed apoptozą mięśnia sercowego apoptozie i poprawiła strukturę i funkcję serca u myszy z cukrzycą. My doszliśmy do wniosku, że dysocjacja Bcl-2 z Beclin1 może być ważnym mechanizmem zapobiegania kardiomiopatii cukrzycowej poprzez aktywację AMPK, która przywraca autofagię i chroni przed apoptozą serca. --- Cukrzyca indukuje apoptozę kardiomiocytów i hamuje autofagię serca, wskazując, że interakcja między autofagią a apoptotyczną śmiercią komórki jest ważna w patogenezie kardiomiopatii cukrzycowej. Potencjalny mechanizm potencjalny mechanizm pozostaje jednak nieznany. Niedawno donieśliśmy, że cukrzyca obniża aktywność kinazy białkowej aktywowanej AMP (AMPK), hamuje MAPK8/JNK1-BCL2 i promuje interakcję między BECN1 i BCL2. Jednocześnie cukrzyca indukuje apoptozę kardiomiocytów i hamuje autofagię mięśnia sercowego. autofagię. Aktywacja AMPK bezpośrednio fosforyluje MAPK8, który pośredniczy w fosforylacji BCL2 fosforylację i późniejszą dysocjację BECN1-BCL2, co prowadzi do przywrócenia autofagii serca, ochrony przed apoptozą serca i ostatecznie poprawę struktury i funkcji serca. Wnioskujemy, że dysocjacja BCL2 od BECN1 poprzez aktywację sygnalizacji MAPK8-BCL2 może być ważnym mechanizmem, dzięki któremu aktywacja AMPK przywraca autofagię, chroni przed apoptozą serca i zapobiega apoptozie i zapobiega kardiomiopatii cukrzycowej. --- Kwas 5-[5-(2-nitrofenylo) furfuryliodynowy]-1,3-difenylo-2-tiobarbiturowy (UCF-101) jest inhibitorem proteazy, o którym donoszono, że chroni przed niedokrwieniem serca i apoptozą. W niniejszym badaniu oceniano wpływ UCF-101 na indukowaną steptozotocyną (STZ) cukrzycową dysfunkcję kardiomiocytów. Dorosłe myszy FVB myszy zostały poddane cukrzycy poprzez pojedyncze wstrzyknięcie STZ (200 mg kg(1)). Dwa tygodnie po wstrzyknięciu STZ, kardiomiocyty od myszy kontrolnych i leczonych STZ były izolowano i traktowano UCF-101 (20 mum przez 1 h). Właściwości skurczowe kardiomiocytów właściwości kardiomiocytów, w tym szczytowe skracanie (PS), maksymalną prędkość skracania/wydłużania (+/-dL/dt), czas do PS (TPS) i czas do 90% relengthening (TR(90)). Cukrzyca wywołana steptozotocyną obniżyła PS i +/-dL/dt i wydłużony TPS i TR(90) w kardiomiocytach, z których wszystkie były znacząco złagodzone przez UCF-101. Analiza immunoblottingu wykazała, że UCF-101 znacząco złagodził indukowaną STZ utratę fosforylacji fosfolambanu bez wpływu na sarko(endo)plazmową retikulum Ca(2+)-ATPazę (SERCA2a) i fosfolamban. Steptozotocyna zmniejszała fosforylację kinazy białkowej aktywowanej AMP (AMPK) przy Thr172 podjednostki katalitycznej bez wpływu na całkowitą ekspresję AMPK, którą został przywrócony przez UCF-101. Krótkotrwała ekspozycja na UCF-101 nie zmieniła ekspresji ekspresji związanego z chromosomem X inhibitora białka apoptozy (XIAP) i Omi endoproteazy regulowanej stresem, białka wymagającego wysokiej temperatury A2 (Omi/HtrA2), sprzyjając mechanizmowi niezależnemu od apoptozy. Zarówno aktywator AMPK aktywator resweratrol i przeciwutleniacz N-acetylocysteina naśladowały korzystne działanie UCF-101 w kardiomiocytach cukrzycowych indukowanych STZ. Ponadto Ponadto UCF-101 promował fosforylację białek aktywowanych mitogenem p38 kinazy i c-Jun N-końcowej kinazy (JNK) po 15 minutach inkubacji, podczas gdy to nie wpłynął na fosforylację kinazy regulowanej sygnałem zewnątrzkomórkowym (ERK) i kinazy syntazy glikogenu-3beta (GSK-3beta) w ciągu 120 minut w mioblastach H9C2 mioblastach. Podsumowując, wyniki te wskazują, że UCF-101 chroni przed indukowana STZ dysfunkcja kurczliwości kardiomiocytów, prawdopodobnie poprzez mechanizm mechanizm związany z AMPK. --- Receptor toll-podobny (TLR)4 reguluje stan zapalny i metabolizm i jest powiązany z patogenezą chorób serca. jest powiązany z patogenezą chorób serca. TLR4 jest regulowany w górę w kardiomiocytach cukrzycowych kardiomiocytach i zbadaliśmy rolę TLR4 w modulowaniu metabolizmu kwasów tłuszczowych (FA) i patogenezie chorób serca. (FA) i patogenezie cukrzycowej choroby serca u myszy bez otyłości myszy bez otyłości (NOD). Zarówno zwierzęta NOD typu dzikiego (WT), jak i NOD z niedoborem TLR4 miały podwyższony poziom trójglicerydów w osoczu po wystąpieniu cukrzycy. Jednakże, dla porównania, serca myszy NOD z niedoborem TLR4 miały niższą akumulację trójglicerydów we wczesnych stadiach cukrzycy, co było związane ze zmniejszeniem genu pierwotnej odpowiedzi na różnicowanie mieloidalne (88) (MyD88), fosforylacją p38 MAPK (fosfo-p38), lipazy lipoproteinowej (LPL) i poziomów JNK, ale zwiększoną kinazy białkowej aktywowanej fosfoAMP (AMPK). Leczenie kwasem oleinowym kardiomiocytów H9C2 prowadziło również do akumulacji lipidów komórkowych, która była osłabiana przez TLR4 małym interferującym RNA. Niedobór TLR4 w komórkach zmniejszał indukowaną przez FA MyD88, fosfo-p38 i LPL, co sugeruje, że TLR4 może modulować metabolizm lipidów indukowany przez FA w kardiomiocytach. Ponadto, chociaż czynność serca była upośledzona zarówno u cukrzycowych zwierząt WT NOD, jak i NOD z niedoborem TLR4 w porównaniu z kontrolnymi myszami bez cukrzycy, deficyt ten był mniejszy w cukrzycowym NOD z niedoborem TLR4, które miały większą frakcję wyrzutową, większą frakcję skracanie i zwiększone ciśnienie w lewej komorze we wczesnych stadiach po po rozwoju cukrzycy w porównaniu z ich odpowiednikami WT NOD z cukrzycą. odpowiednikami. Tak więc, doszliśmy do wniosku, że TLR4 odgrywa rolę w regulacji akumulacji lipidów w mięśniu sercowym po wystąpieniu cukrzycy typu 1, co może przyczyniać się do dysfunkcji serca. przyczyniać się do dysfunkcji serca. --- CEL: Autofagia jest krytycznym systemem komórkowym do usuwania zagregowanych białek i uszkodzonych organelli. białek i uszkodzonych organelli. Chociaż rozregulowana autofagia jest zaangażowana w rozwój niewydolności serca, rola autofagii w rozwoju kardiomiopatii cukrzycowej nie została zbadana. kardiomiopatii cukrzycowej nie została zbadana. Zbadaliśmy, czy przewlekła aktywacja kinazy białkowej aktywowanej przez AMP (AMPK) przez metforminę przywraca funkcję serca i autofagię kardiomiocytów u myszy z cukrzycą OVE26. PROJEKT BADAWCZY I METODY: Myszy OVE26 i specyficzne dla serca dominujące AMPK ujemne transgeniczne (DN) -AMPK myszy z cukrzycą leczono metforminą lub nośnik przez 4 miesiące, a autofagia serca, funkcje serca i monitorowano apoptozę kardiomiocytów. WYNIKI: W porównaniu z myszami kontrolnymi, cukrzycowe myszy OVE26 wykazywały znaczną zmniejszenie aktywności AMPK równolegle ze zmniejszoną autofagią kardiomiocytów i dysfunkcją serca in vivo i w izolowanych sercach. Ponadto, cukrzycowe serca myszy OVE26 wykazywały agregację chaotycznie rozmieszczonych mitochondriów między słabo zorganizowanymi miofibrylami i zwiększoną poliubikwitynację białek i apoptozę. apoptozę. Zahamowanie AMPK poprzez nadekspresję specyficznego dla serca genu DN-AMPK zmniejszało autofagię kardiomiocytów, nasilało dysfunkcje serca i zwiększoną śmiertelność u myszy z cukrzycą. Wreszcie, przewlekła terapia metforminą znacznie zwiększyła aktywność autofagiczną i zachowała funkcje serca u myszy myszy z cukrzycą OVE26, ale nie u myszy z cukrzycą DN-AMPK. WNIOSKI: Zmniejszona aktywność AMPK i późniejsza redukcja autofagii sercowej autofagii są ważnymi zdarzeniami w rozwoju kardiomiopatii cukrzycowej. Przewlekła aktywacja AMPK przez metforminę zapobiega kardiomiopatii poprzez regulację w górę aktywność autofagii u myszy OVE26 z cukrzycą. Tak więc, stymulacja AMPK może stanowić nowe podejście do leczenia kardiomiopatii cukrzycowej. --- Niedawno wykazaliśmy, że u myszy z cukrzycą OVE26 (cukrzyca typu I), kinaza białkowa aktywowana przez AMP AMP-aktywowana kinaza białkowa (AMPK) jest zmniejszona wraz z dysfunkcją serca i zmniejszoną autofagią serca. Genetyczne hamowanie AMPK w kardiomiocytach osłabia autofagię serca, zaostrza dysfunkcję serca i zwiększa śmiertelność myszy z cukrzycą. śmiertelność u myszy z cukrzycą. Co ważniejsze, stwierdziliśmy przewlekłą aktywację AMPK metforminą, jednym z najczęściej stosowanych leków przeciwcukrzycowych i dobrze scharakteryzowanym inhibitorem AMPK. dobrze scharakteryzowany aktywator AMPK, znacząco zwiększa aktywność autofagiczną, zachowuje funkcję serca i zapobiega większości podstawowych cech kardiomiopatii cukrzycowej u myszy OVE26, ale nie u myszy z dominującym ujemnym AMPK u myszy z cukrzycą. Wnioskujemy, że aktywacja AMPK chroni strukturę i funkcję serca poprzez zwiększenie autofagii w sercu chorych na cukrzycę.
Jaka jest rola AMPK w kardiomiopatii cukrzycowej?
Aktywacja AMPK chroni strukturę i funkcję serca poprzez zwiększenie autofagii w sercu cukrzycowym.  Zmniejszona aktywność AMPK i następująca po niej redukcja autofagii serca mają kluczowe znaczenie dla rozwoju kardiomiopatii cukrzycowej.  W rzeczywistości dysocjacja Bcl-2 od Beclin1 może być ważnym mechanizmem zapobiegania kardiomiopatii cukrzycowej poprzez aktywację AMPK, która przywraca autofagię i chroni przed apoptozą serca. Ponadto, genetyczne zahamowanie AMPK w kardiomiocytach osłabia autofagię serca, nasila dysfunkcję serca i zwiększa śmiertelność u myszy z cukrzycą. Modulacja szlaku AT-1R/AMPK-MAPK może odgrywać kluczową rolę w patogenezie kardiomiopatii cukrzycowej i może stać się ważnym celem terapeutycznym w łagodzeniu kardiomiopatii cukrzycowej. Stymulacja AMPK poprzez podawanie metforminy lub trimetazydyny może stanowić nowe podejście do leczenia kardiomiopatii cukrzycowej.