基于系统药理学的积雪草抗心脏肥大的活性成分确证及多层次作用机制研究

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病理性心脏肥大(CH)是一种难以治愈的心脏疾病,由于缺乏安全和有效的策略,导致患心力衰竭的风险增加。中药以其疗效好、毒性低的优点,在各种慢性疾病的治疗中越来越发挥着巨大优势。积雪草(CA)是一种传统的药食两用的天然植物,已经被报道对治疗心血管疾病有效,但它在治疗心脏肥大方面的功效和潜在机制尚未被完全研究。因此,本文基于系统药理学方法结合体内和体外实验探究了CA的治疗效果,分析了最有潜力的活性化合物,明确了CA治疗CH的作用机理。方法:(1)采用C57BL/6小鼠皮下注射异丙肾上腺素(ISO)构建CH模型,探究CA抗心脏肥大的活性。(2)系统药理学方法和CH小鼠模型被用来筛选CA的潜在活性成分和潜在靶点,构建活性成分-靶点网络,检测小鼠心功能参数,从而探究CA治疗CH的主要活性成分。(3)利用基因富集和KEGG通路分析揭示CA治疗CH的分子机理。(4)基于HL-1小鼠心肌细胞氧化损伤模型,采用Western Blot、试剂盒和RT-q PCR以及切片染色验证了CA活性分子积雪草酸(AA)治疗CH的作用机制。结果:(1)结合小鼠心功能以及心脏损伤和肥大分子标志物参数,发现CA能够改善心率,降低小鼠心脏体重比,逆转BNP、ANP、AST、TNT和LDH的水平的异常变化,从而缓解CH。(2)通过ADME筛选模型和靶点识别,从CA中筛选出13种活性成分以及195个相应靶点。通过靶点分析以及小鼠模型评估,发现积雪草酸(AA)显著改善心功能参数和心肌细胞异常改变,是CA治疗CH的主要活性分子。(3)功能富集分析显示,CA主要参与PI3K/AKT、HIF1、MAPK、RAGE信号通路协同调控多个生物过程发挥心脏保护作用。(4)体内与体外实验验证了AA协同调节YAP/PI3K/AKT轴和NF-κB信号通路,主要涉及抗炎、抗凋亡和抗氧化的生物过程,发挥抗心脏肥大的作用。结论:总的来说,通过系统药理学方法阐明了CA治疗CH的多层次作用机制,为系统破译天然植物治疗疾病的作用机制提供了一个范例,为开发新药提供了新思路。
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