研究目的:探究MOTS-c和有氧运动对糖尿病大鼠心脏功能障碍的影响,并进一步探讨铁死亡在两者干预糖尿病心脏病中的调控作用。研究方法:6周龄雄性SD大鼠83只,随机分为空白对照组(C,n=15)和糖尿病预造模组(p D,n=68)。糖尿病大鼠模型由高脂高糖饮食饲养6周后腹腔注射小剂量链脲佐菌素(STZ,30mg/kg)建立。糖尿病大鼠又随机分为糖尿病对照组(D,n=13)、糖尿病有氧运动组(DE,n=14)、糖尿病MOTS-c注射组(DM,n=14)和糖尿病MOTS-c注射联合有氧运动组(DME,n=13)。运动方案采用跑台运动,坡度0°,20m/min,60min/天,每周5天;MOTS-c注射剂量为0.5mg/kg/天,每周注射5天,共干预8周。采用M型超声心动图检测大鼠心脏结构功能的变化情况。心肌结构变化采用HE染色与透射电镜观察。比色法测定铁死亡相关生化指标。使用流式细胞术测定心肌活性氧含量。采用q PCR测定Atf3和Ptgs2的m RNA表达,通过Western Blotting法测定Atf3、Ptgs2、Slc7a11、Gpx4和Mb蛋白表达。研究结果:(1)与C组相比,D组大鼠心肌细胞间隙增加,心肌纤维间隙有较多脂质集聚,部分心肌细胞空泡变性及细胞核固缩,部分心肌肌纤维弯曲变形;另外,D组大鼠心肌线粒体嵴减少或消失,线粒体内部出现空泡现象,有较多线粒体体积缩小,部分线体膜破裂,而细胞核基本正常。与D组大鼠相比,DE、DM和DME组大鼠心肌纤维间隙脂质集聚减少,心肌纤维排列较为整齐,线粒体嵴增多、空泡减少,且线粒体基本恢复正常大小;(2)相比于C组,D组大鼠心脏EF值、E/A比值显著下降(p<0.05,p<0.01),相比于D组,这两个指标在DE、DM和DME组大鼠中显著上升(EF:p<0.05,p<0.01,p<0.01;E/A:p<0.01,p<0.01,p<0.01);(3)与C组相比,D组大鼠心肌亚铁离子、ROS含量和MDA显著升高(p<0.01)显著升高(p<0.01),GSH和GSH/GSSG显著降低(p<0.01),Atf3和Ptgs2蛋白水平显著升高(p<0.01,p<0.05),Slc7a11、Gpx4和Mb蛋白水平显著下降(p<0.01,p<0.05,p<0.01)。与D组相比,DE组大鼠心肌亚铁离子无显著变化(p>0.05),ROS含量和MDA显著下降(p<0.05,p<0.01),获悉更多GSH和GSH/GSSG显著上升(p<0.05),Atf3和Ptgs2蛋白表达显著下降(p<0.01),Slc7a11和Gpx4蛋白表达显著升高(p<0.05),而Mb蛋白表达有上升趋势,但无统计学差异(p>0.05)。DM组大鼠心肌亚铁离子显著升高(p<0.05),ROS含量和MDA显著下降(p<0.01),GSH和GSH/GSSG显著上升(p<0.05,p<0.01),Atf3和Ptgs2蛋白表达非常显著下降(p<0.01),Slc7a11、Gpx4和Mb蛋白表达显著升高(p<0.05,p<0.05,p<0.01)。DME组大鼠心肌亚铁离子显著升高(p<0.01),ROS含量和MDA显著下降(p<0.01),GSH和GSH/GSSG显著上升(p<0.01),Atf3和Ptgs2蛋白表达非常显著下降(p<0.01),Slc7a11、Gpx4和Mb蛋白表达显著升高(pWorm Infection<0.05,p<0.01,p<0.01)。研究结论:(1)有氧运动与MOTS-c均可明显改善糖尿病心脏功能障碍;(2)有氧运动和MOTS-c干预均可通过Atf3-Slc7a11-Gpx4信号轴(降低Atf3的表达,提高Slc7a11和Gpx4的表达)减少心肌铁死亡,Colforsin化学结构从而有效改善糖尿病心肌损伤,提升心脏功能。