本研究以C57BLKS/J-leprdb/leprdb小鼠（db/db小鼠）复制Ⅱ型糖尿病模型，C57BLKS/J-lepr+/lepr+ 野生型小鼠为对照小鼠。通过荧光法检测细胞及线粒体ROS，DNTB法检测线粒体硫氧还蛋白还原酶2（thioredoxin reductase 2, TrxR2）活性，Redox Western Blot 分析线粒体硫氧还蛋白2（thioredoxin 2, Trx2）的氧化还原状态等方法，首次发现：（1）在基础状态以及代谢和能量应激时，与野生型小鼠相比，来自db/db糖尿病小鼠的心肌细胞处于更加显著的氧化状态，分离的单个心肌细胞和离体灌流的小鼠心脏具有显著的收缩和舒张功能障碍以及钙瞬变、电生理异常；（2）db/db 糖尿病小鼠的心肌组织线粒体呼吸功能障碍和线粒体电子传递链ROS生成和释放增多；（3）对照小鼠和db/db糖尿病小鼠心肌 TrxR2 和Trx2的表达并没有差异。但在分离的线粒体，4态呼吸和3态呼吸过程中，db/db糖尿病小鼠心肌线粒体氧化型Trx2 显著增多，线粒体呼吸链ROS生成和释放增加，外源性GSH可以部分恢复还原型Trx2水平和减少ROS生成。（4）TrxR2的抑制剂（AF 和CDNB）分别处理离体灌注的小鼠心脏和急性分离的小鼠心肌细胞，直接导致Trx2氧化还原失衡, ROS的生成增加，心肌细胞钙瞬变异常以及收缩和舒张障碍。（5）重组线粒体Trx2-cherry荧光蛋白融合质粒或空载体转染心肌细胞系H9C2，发现高表达Trx2可以有效消除高血糖诱导的线粒体ROS，增加ATP的生成，抑制线粒体膜电位的降低，减少细胞色素C的释放等。上述结果证实了线粒体TrxR2/Trx2系统的氧化还原失衡是糖尿病心肌病发生的重要环节。对线粒体TrxR2/Trx2系统的深入研究可推动开发更有效的抗氧化药物，并为糖尿病及并发症治疗提供新途径和理论基础。