背景目前治疗急性冠脉综合症、心肌梗死和心绞痛的主要方法是重新恢复缺血心肌组织血液供应。尽管可以有效改善心肌组织血液供应，但常常继发缺血再灌注损伤（ischemia reperfusion injury，I/RI），是导致心脏手术患者术后心力衰竭发病率升高、并发症发生和死亡率上升最重要的原因。修复I/RI后的心肌组织和恢复心脏功能已成为临床上心血管治疗过程中亟待解决的问题。但由于IR/I的病理机制复杂，有很多信号通路和细胞因子参与其中，因此尚未获得有效的保护治疗方法。最新的研究报道表明，芪甲苷（Astragaloside IV,As IV）在多种实验条件下可以拮抗大脑、肾脏、肝脏、视网膜和皮肤的缺血再灌注损伤。黄芪甲苷的这种拮抗缺血再灌注损伤的保护作用已经在许多动物模型上得到证实和报道。然而，黄芪甲苷后处理对缺血再灌注损伤的心肌细胞是否具有保护作用尚需进一步研究。有报道提出，低氧诱导因子-1α（Hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）表达水平升高是在分子水平对抗心肌细胞缺血的首要反应之一。实验研究发现，HIF-1α在缺血预处理可以充当中介作用，且HIF-1α的药理稳定性在非毒性条件下有拮抗心脏急性缺血再灌注损伤的作用。其它研究表明，后处理可以减少梗死面积，减弱凋亡，以及上调HIF-1α的表达。有报道称黄芪甲苷可以通过磷脂酰肌醇3-蛋白激酶B（phosphatidylinositol3-kinase/protein kinase B，PI3K/Akt）通路促进血管生成，提高HIF-1α的积聚。然而，HIF-1α在黄芪甲苷后处理拮抗心肌缺血再灌注损伤过程中是否扮演重要角色尚需进一步研究。目的在离体心脏和心肌细胞水平探索As IV后处理对心肌I/RI的保护作用，以及研究Hif-1α以及下游iNOS基因在黄芪甲苷后处理心肌保护作用过程中所扮演的角色。方法实验一，以2-MeOE2特异性阻断Hif-1α信号通路的表达，应用Langendoff离体心灌注系统建立离体心脏缺血再灌注损伤模型，研究黄芪甲苷后处理在心肌缺血再灌注损伤过程中的保护作用。实验分组：将48只SD大鼠随机分为5组，每组8只：分别为空白对照（Control）组、I/R组、I/R+As IV组、I/R+As IV+2-MeOE2组和I/R+2-MeOE2组。SD大鼠的腹腔注射适量戊巴比妥（25mg/kg）和肝素（400U/kg），待大鼠昏迷后，迅速开胸取下心脏，放入预先准备的冷KH缓冲液（4℃）中冻停，主动脉根部，迅速固定于Langendorff离体心灌注系统灌注管口，将恒温（37℃）恒压（80mmHg）的KH缓冲液逆行灌注到离体心内，按分组进行灌注。Control组不加任何处理持续灌注150分钟，I/R组、I/R+As IV组、I/R+2-MeOE2组和I/R+As IV+2-MeOE2组停止灌注90分钟，然后复灌60分钟，模拟建立离体心缺血再灌注损伤；I/R+As IV组、I/R+2-MeOE2和I/R+As IV+2-MeOE2组在复灌前分别用用含实验浓度As IV、As IV+2-MeOE2和2-MeOE2灌注液在37℃温度，80mmHg压力下持续灌注10分钟；全程监测各组心脏血流动力学指标，包括心率（HR）、左心室内压（+dp/dt max）、左心室发展压（LVDP）；用带有刻度的试管分别在复灌后第15分钟、30分钟、45分钟和60分钟接冠脉流出液（CF）1分钟并记录。灌流结束后，取下心脏，氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定心肌梗死面积（MI）；乳酸脱氢酶（LDH）专用试剂盒检测冠脉流出液（CF）中LDH释放量，LDH释放量的多少可以反应心肌细胞死亡数量的多少；原位末端标记（TUNEL）法检测心肌组织细胞凋亡率；West-blot检测各组心肌蛋白Hif-1α、iNOS、Bac-2和Caspase-3表达水平。实验二，取2-3天的健康初生乳鼠心肌细胞，培养3~4天后按实验所需密度平均分为5组：分别为空白对照（Control）组、SI/RI组、SI/RI+As IV组、SI/RI+As IV+2-MeOE2组和SI/RI+2-MeOE2组。各组细胞按实验要求处理后，噻唑蓝（MTT）染色法检测细胞各组心肌细胞存活率；原位末端标记法（TUNEL）染色法和流式细胞分析法检测心肌组织凋亡率和细胞所处周期状态。超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)专用试剂盒检测各组培养液内超氧化物歧化酶和丙二醛的含量；West-blot检测各组心肌细胞Hif-1α、iNOS、抗凋亡因子Bac-2和促凋亡因子Caspase-3表达水平。结果实验一，与Control组相比，I/R组离体心脏复灌后各时间点左心室内压（+dp/dt max）和左心室发展压（LVDP）均显著降低（P＜0.01），心脏梗死面积（MI）显著增大（P＜0.01），LDH释放量显著升高（P＜0.01），TUNEL染色结果显示心肌细胞凋亡率显著升高（P＜0.01）。与I/R组相比，I/R+As IV组心脏复灌后各时间点左心室内压（+dp/dt max）和左心室发展压（LVDP）均显著升高（P＜0.01），心脏梗死面积（MI）显著减少（P＜0.01），LDH释放量显著减少（P＜0.01），TUNEL染色法结果显示心肌细胞凋亡率显著降低（P＜0.01），且呈浓度依赖性，在50μM浓度保护作用最明显。加入2-MeOE2后可显著抑制黄芪甲苷在心肌缺血再灌注损伤过程中的保护作用，表现在心脏复灌后各时间点左心室内压（+dp/dt max）和左心室发展压（LVDP）显著降低（P＜0.01），心脏梗死面积（MI）显著增大（P＜0.01），LDH释放量显著增多（P＜0.01），TUNEL染色结果显示心肌细胞凋亡率显著升高（P＜0.01）。与I/R组相比，I/R+2-MeOE2组各项指标无明显统计学差异（P＞0.05）。West-blot结果显示，与Control组相比，I/R组Hif-1α、iNOs表达下降（P＜0.05），抗凋亡蛋白Bcl-2表达显著降低（P＜0.01），促凋亡蛋白Caspase-3显著升高（P＜0.01）。与I/R组相比，I/R+As IV组Hif-1α、iNOs表达显著上升（P＜0.01），抗凋亡蛋白Bcl-2显著升高（P＜0.01），促凋亡蛋白Caspase-3显著降低（P＜0.01）。与I/R+As IV组相比，I/R+As IV+2-MeOE2组Hif-1α、iNOs表达显著下降（P＜0.01），抗凋亡蛋白Bcl-2表达显著降低（P＜0.01），促凋亡蛋白Caspase-3显著升高（P＜0.01）。与I/R组相比，I/R+2-MeOE2组各检测蛋白表达无统计学差异(P＞0.05)。实验二，与Control组相比，SI/RI组的细胞存活率和粘附率显著下降，凋亡率显著上升(P<0.01)。与SI/RI组相比，SI/RI+As IV各浓度处理组细胞存活率和粘附率显著上升，凋亡率显著下降(P<0.01)，且呈浓度依赖依赖效应，在50μM浓度下保护作用最为明显。与SI/RI+As IV组相比，加入2-MeOE2后可显著抑制黄芪甲苷的保护作用，表现为细胞存活率和粘附率显著下降，凋亡率显著上升(P<0.01)。各组细胞培养液中乳酸脱氢酶（LDH）含量检测结果显示，与Control组相比，SI/RI组细胞培养液中LDH含量显著升高（P<0.01）；与SI/RI组相比，SI/RI+As IV组细胞培养液中LDH含量显著降低（P<0.01）；与SI/RI+As IV组相比，SI/RI+As IV+2-MeOE2组细胞培养液中LDH含量显著升高（P<0.01）。与SI/RI组相比，I/R+2-MeOE2组各项指标无明显统计学差异（P＞0.05）。West-blot结果显示，与Control组相比，I/R组Hif-1α、iNOs表达下降（P＜0.05），抗凋亡蛋白Bcl-2表达显著降低（P＜0.01），促凋亡蛋白Caspase-3显著升高（P＜0.01）。与I/R组相比，I/R+As IV组Hif-1α、iNOs表达显著上升（P＜0.01），抗凋亡蛋白Bcl-2显著升高（P＜0.01），促凋亡蛋白Caspase-3显著降低（P＜0.01）。与I/R+As IV组相比，I/R+As IV+2-MeOE2组Hif-1α、iNOs表达显著下降（P＜0.01），抗凋亡蛋白Bcl-2表达显著降低（P＜0.01），促凋亡蛋白Caspase-3显著升高（P＜0.01）。与I/R组相比，I/R+2-MeOE2组各检测蛋白表达无统计学差异(P＞0.05)。结论：As IV后处理对离体心和乳鼠心肌细胞I/RI具有显著的保护作用，Hif-1α信号通路以及下游通路iNOS在As IV后处理保护作用过程中扮演重要角色，黄芪甲苷通过上调Hif-1α信号通路以及下游通路iNOS发挥心肌保护作用。