基于代谢组学和系统药理学养心通脉方通过NF-κB通路对心肌损伤的作用机制

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目的:冠心病作为全球最高致死率疾病之一,现代医学治疗冠心病方式仍然存在不足;养心通脉方(Yangxin Tongmai Formula,YTF)在治疗心血管疾病方面显示出了较好的疗效,然而YTF在治疗心血管疾病的具体保护机制仍未明确,本研究利用系统药理学以及代谢组学的方法研究YTF对心肌损伤(Myocardial Injury,MI)大鼠的具体作用机制。方法:通过YTF干预大鼠心肌损伤模型,取大鼠血清采用UHPLC-QE-MS方式检测YTF在大鼠体内入血成分,寻找出与心肌损伤模型组相比的差异代谢物,并对差异代谢物进行主成分分析、置换检验和KEGG通路分析,结合系统药理学的方法分析YTF干预心肌损伤大鼠的具体作用机制;进行生物信息学GO分析(生物学过程、细胞组成、分子功能)和KEGG信号通路分析,结合代谢组学和系统药理学结果分析出NF-κB信号通路是YTF干预大鼠心肌损伤的关键通路,从细胞和大鼠在体实验两个部分利用RT-qpcr、Western Blot等技术验证通路上相关靶点RNA水平及蛋白水平的表达。验证NF-κB信号通路在YTF干预大鼠心肌损伤过程中起到的作用。结果:经代谢组学主成分分析归属到YTF影响的差异代谢物31个,经过GO分析和KEGG通路分析得到13个生物学过程,19个细胞组成,差异代谢物相关靶点富集出13个分子功能,13条信号转导通路以及81条综合代谢信号转导通路;经网络药理学分析YTF中有效化合物45个化合物,其中人参22个,桂枝7个,泽泻10个,丹参20个,地黄2个,丹参20个;YTF有效成分靶标与心肌损伤相关发病机制靶标进行核查比对,得出YTF中与心肌损伤相关发病机制的18个作用靶点基因,经Webgestalt数据库GO分析富集YTF与心肌损伤发病机制相关的靶点得出13个生物学过程,19个细胞组成,13个分子功能;结合经过细胞实验和大鼠在体实验结果分析,在本次研究中发现本研究发现养心通脉方可以降低大鼠体内IL-1β、TNF、VCAM的含量。结论:本研究通过代谢组学和系统药理学分析阐明YTF治疗心肌损伤的代谢途径可能跟半胱氨酸和蛋氨酸代谢、谷胱甘肽代谢等代谢途径有关,并且可能与调节补体和凝血级联、肥厚性心肌病(HCM)、扩张型心肌病等信号转导通路相关。经过实验验证得知YTF可以通过降低炎症反应、改善氧化应激情况改善大鼠再灌注损伤,这可能与下调NF-κB信号通路有关。
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