达格列净通过靶向分选蛋白SORT1改善糖尿病心肌线粒体损伤的分子机制研究

郑州大学研究人员针对糖尿病心肌线粒体损伤这一临床难题，揭示了SGLT2抑制剂达格列净通过上调分选蛋白SORT1表达，改善线粒体呼吸链复合体（Complex I-V）功能、降低ROS水平并减轻心肌纤维化的新机制。该研究为糖尿病心肌病的靶向治疗提供了理论依据，成果发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》。

　　

糖尿病是全球范围内威胁人类健康的重大疾病，其心血管并发症是导致患者死亡的主要原因。随着糖尿病患病率的持续攀升，糖尿病心肌病（Diabetic Cardiomyopathy, DCM）逐渐成为研究热点。传统观点认为DCM是独立于冠状动脉疾病和高血压的心肌病变，但最新欧洲心脏病学会共识指出，糖尿病往往与其他代谢异常共同导致心肌损伤。在这一背景下，心肌线粒体功能障碍被认为是DCM的核心病理特征，表现为呼吸链复合体活性下降、活性氧（ROS）积累和结构异常，然而其分子机制尚未完全阐明。

郑州大学第二附属医院杨晓喻团队在《Cellular and Molecular Life Sciences》发表的研究，首次揭示了SGLT2抑制剂达格列净（Dapagliflozin）通过靶向分选蛋白（Sortilin, SORT1）改善糖尿病心肌线粒体损伤的分子机制。研究人员采用高糖高脂（33 mM葡萄糖+200 μM棕榈酸）处理的乳鼠心肌细胞（NRVMs）和链脲佐菌素（STZ）联合高脂饮食诱导的2型糖尿病小鼠模型，通过siRNA沉默、分子对接、细胞热转移实验（CETSA）等技术，系统评估了达格列净对心肌线粒体的保护作用。

研究结果显示，糖尿病条件下心肌细胞SORT1表达显著降低，伴随线粒体呼吸链复合体关键亚基（MT-ND5、SDHB、MT-CYB、COX1、ATP5A）含量下降和Complex III活性减弱。透射电镜观察到线粒体嵴结构破坏，DCFH-DA探针检测显示ROS水平升高2.5倍。通过siRNA沉默SORT1可重现上述表型，而过表达SORT1则能逆转高糖高脂诱导的线粒体损伤。分子对接发现达格列净与SORT1结合能为-7.2 kcal/mol，CETSA证实其可增强SORT1热稳定性。在机制上，达格列净通过上调SORT1表达，抑制前蛋白转化酶枯草溶菌素9（PCSK9）的异常积累，从而改善线粒体功能。动物实验进一步证实，达格列净治疗10周可使糖尿病小鼠心肌纤维化面积减少40%，同时恢复线粒体复合体蛋白水平。

SORT1在糖尿病心肌细胞中的表达降低
通过CCK-8筛选确定200 μM棕榈酸为最佳建模浓度，qPCR和Western blot显示高糖高脂条件下NRVMs的SORT1 mRNA和蛋白分别下降60%和45%，糖尿病小鼠心脏组织同样呈现SORT1表达下调。

糖尿病条件下心肌线粒体损伤特征
高分辨率透射电镜显示线粒体嵴断裂甚至消失，呼吸链复合体亚基蛋白含量普遍降低30-50%，其中Complex III活性下降最为显著（降低42%）。ROS荧光检测显示糖尿病组信号强度增加至对照组的3倍。

SORT1对线粒体功能的关键调控作用
siSORT1-1转染效率达75%时，线粒体复合体亚基含量同步下降，Complex III活性降低35%，ROS水平升高2.1倍。过表达实验证实SORT1可特异性改善糖尿病条件下的线粒体功能障碍。

达格列净通过SORT1发挥心肌保护作用
150 μM达格列净处理使SORT1表达恢复至正常水平80%，线粒体复合体蛋白含量提升40-60%，Complex III活性增加55%。在siSORT1背景下，达格列净的改善效应完全消失。

动物模型验证治疗效果
糖尿病小鼠经10 mg/kg/day达格列净灌胃10周后，Masson染色显示心肌胶原沉积减少38%，心脏组织中线粒体复合体蛋白水平恢复至非糖尿病组的85%。

该研究创新性地揭示了SORT1-PCSK9轴在糖尿病心肌线粒体损伤中的核心作用，阐明了达格列净的心脏保护机制独立于降糖效应的分子基础。发现不仅为理解糖尿病心肌病的发病机制提供了新视角，更为SGLT2抑制剂的临床应用拓展了理论依据。未来针对SORT1信号通路的深入研究，可能为开发新型抗糖尿病心肌病药物开辟道路。