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目的探究糖尿病血管内皮功能障碍的发生及褪黑素保护的细胞内信号转导机制。方法在动物水平上,首先建立2型糖尿病大鼠模型,并将大鼠随机分为3组,包括正常组,2型糖尿病组和2型糖尿病+褪黑素组。实验中,首先通过主动脉内皮依赖性舒张功能实验评价每组大鼠主动脉内皮损伤状况。然后通过血生化检测评估每组大鼠的糖脂代谢异常状况,并观察其与动脉内皮损伤的相关性。最后,通过氧化应激检测,western blot,RT-PCR和ELISA方法评估了各组大鼠动脉组织中Nrf2信号通路和ROS/NLRP3炎症通路的激活状态,以观察它们与动脉内皮损伤的相关性。在细胞水平,在实验设计方面,我们首先使用高葡萄糖(30mM)损伤血管内皮细胞,然后应用小分子抑制剂和siRNA干扰技术探索相关信号通路是否参与高糖诱导的血管内皮细胞功能障碍以及褪黑素保护的分子机制。检测方法方面,我们采用DCFH-DA 荧光探针,western blot,RT-PCR,ELISA,LDH 释放实验和 Hoechst/PI染色评价内皮细胞中Nrf2信号通路和ROS/NLRP3焦亡通路的激活状况。此外,应用CCK-8,ELISA,细胞划痕实验和transwell实验来评估内皮细胞功能状况。结果在动物水平,大鼠2型糖尿病12周后,动脉内皮功能显着受损,葡萄糖和脂质代谢显著异常,动脉组织中Nrf2抗氧化通路激活被显著抑制,动脉组织氧化应激明显增加,并且动脉组织中NLRP3炎性小体通路被显著激活。褪黑素治疗12周可以显着减少由2型糖尿病引起的这些损伤改变。在细胞水平上,1)对血管内皮细胞进行72小时的高糖干预可显着加剧细胞焦亡和细胞功能障碍。N-乙酰半胱氨酸和MCC950特异性抑制ROS/NLRP3焦亡途径后,高糖诱导的血管内皮细胞功能障碍得到了明显缓解;2)随着高糖干预时间的延长,血管内皮细胞中Nrf2核蛋白,总Nrf2蛋白和Nrf2 mRNA的表达呈先升高后降低的趋势,并在6-12h达到高峰。在高糖干预72小时后,它们的表达明显低于非干预组;3)对血管内皮细胞进行72小时的高糖干预可导致Nrf2信号途径的代偿性激活受到明显抑制,ROS/NLRP3焦亡途径显著激活以及细胞功能障碍的严重加剧。褪黑素治疗可显著改善上述由高糖引起的损伤。然而,用siRNA敲低Nrf2基因表达后,高糖所致的损伤更为严重,且褪黑素的保护作用也大大降低。此外,应用Luzindole阻断MT1/MT2褪黑素膜受体后,褪黑素对Nrf2信号通路激活的保护作用也大大降低。结论Nrf2抗氧化通路代偿激活抑制和ROS/NLRP3焦亡途径的过度激活参与糖尿病血管内皮功能障碍的发生机制。褪黑素可通过其MT1/MT2受体依赖途径激活Nrf2信号通路,促进HO-1,NQO1,SOD2抗氧化酶的表达,抑制糖尿病引起的血管内皮细胞ROS/NLRP3焦亡通路的过度激活,最终改善内皮功能。本研究揭示了糖尿病血管内皮功能障碍的新机制,为糖尿病血管病变的防治提供了理论基础和潜在的治疗参考。