目的:天麻来源于兰科植物天麻的干燥根茎,具有多种药理作用,临床可以用于治疗心脑血管和神经系统疾病,如高血压、头痛、惊厥、癫痫、冠心病等。天麻素（Gastrodin,GAS）是天麻中的主要生物活性成分。已有文献报道,天麻及GAS具有保护心肌对抗心肌缺血再灌注损伤的作用,但其作用机制需要进一步阐明。在本研究中,我们首先考察了GAS对H9c2细胞体外模拟缺血再灌注损伤的保护作用和对模拟缺血再灌注损伤中氧化损伤的减缓作用,随后采用H2O2刺激H9c2细胞构建氧化损伤模型,深入探究GAS减轻心肌细胞氧化损伤的可能作用机制。方法:对H9c2细胞进行缺血清、缺糖、缺氧处理9 h,再换成正常条件培养3 h,构建体外模拟心肌缺血再灌注损伤模型;GAS预处理4 h,用SRB检测细胞活力考察GAS是否可以保护H9c2细胞对抗模拟缺血再灌注（IR）损伤;用DCFH-DA荧光探针检测细胞ROS的水平,考察GAS的保护作用是否与减轻氧化压力相关。采用400μM H2O2处理H9c2细胞3 h模拟氧化损伤,GAS预处理4 h,用SRB检测细胞活力;用DCFH-DA荧光探针检测细胞ROS的水平;流式细胞仪检测细胞的凋亡程度;超高分辨显微镜观察细胞线粒体形态的变化;Seahorse XFe96分析仪检测细胞内线粒体呼吸功能的变化;免疫印迹法（WB）检测Nrf2蛋白的表达水平;免疫荧光染色检测Nrf2蛋白的胞内定位;RT-PCR检测Mfn1/2、OPA1、Drp1、Fis1的m RNA表达水平;用Lipo 3000将si RNA转入H9c2细胞中敲低Nrf2蛋白的表达,考察GAS对Nrf2敲低的H9c2细胞的作用,分析Nrf2在GAS保护H9c2细胞对抗H2O2诱导的氧化损伤作用的参与。结果:1)天麻素浓度在5~100μM范围内处理H9c2细胞24 h和48 h对细胞的存活没有明显的影响;2)5、10、20μM GAS预处理4 h可以显著增加模拟缺血再灌注损伤下H9c2细胞的存活率,降低细胞内的活性氧水平;3)考察不同浓度的H2O2对H9c2细胞处理24 h或400μM H2O2处理不同时间的处理方案对H9c2细胞的损伤,确定在后续研究中以400μM H2O2处理H9c2细胞3 h为氧化损伤模型的诱导条件。20、50、100μM GAS预处理4 h可以缓解H2O2处理对H9c2细胞存活和氧化压力的影响;4)20、50、100μM GAS预处理4 h可以减少H2O2诱导的细胞凋亡,包括早期凋亡和晚期凋亡。5)超高分辨显微镜观察发现,H2O2处理诱导H9c2细胞的线粒体动力学平衡失调,线粒体分裂增加,线粒体形态由网络状、长管状变成短棒状、碎片状,50μM GAS预处理能够减轻线粒体动力学失调,增加网络状线粒体的数目、线粒体的平均分枝长度以及线粒体的足迹。对线粒体动力学相关蛋白的m RNA进行检测的结果发现GAS预处理增加线粒体融合相关蛋白Mfn2、OPA1的m RNA水平,减少线粒体分裂相关蛋白Fis1的m RNA水平,但对Mfn1和Drp1的m RNA水平没有明显影响。6)H2O2处理使得线粒体的功能受到明显影响,H9c2细胞线粒体的呼吸能力显著下降,GAS预处理能够明显增加H2O2处理下细胞线粒体的呼吸能力,包括基础呼吸水平、最大呼吸能力、以及ATP的产量。7)在H2O2诱导的H9c2细胞氧化损伤模型中,GAS预处理能够一定程度上增加Nrf2蛋白的水平,并且明显影响Nrf2蛋白的胞内分布,促进Nrf2蛋白向细胞核内转移、激活。8)在Nrf2蛋白表达水平降低的H9c2细胞中,GAS预处理对H2O2损伤刺激下H9c2细胞的细胞活力、ROS水平、线粒体形态和功能的保护作用明显减弱。结论:GAS可以减轻模拟缺血再灌注和H2O2处理对H9c2细胞的损伤。GAS可能是通过激活Nrf2蛋白、维持线粒体的动力学平衡、减轻线粒体功能紊乱,保护H9c2细胞对抗氧化损伤。