动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)的发生在人群中很普遍,其发病率逐年升高并有年轻化的趋势,是多种心血管疾病背后主要的病理生理变化。血管内皮细胞功能紊乱(Endothelial cell dysfunction,ECD)目前被广泛认为是动脉粥样硬化的一项重要始动因素,而血液湍流产生的低应切力又被认为是导致血管内皮细胞功能紊乱的重要原因之一。冬凌草甲素是著名中药冬凌草的有效成分,具有一定抗炎和抗肿瘤的作用。氧化应激和炎症反应在AS的发生过程中扮演重要角色,因此理论上冬凌草甲素对于AS的防治具有一定疗效,但尚未有相关的研究报道。我们使用了系统药理学的方法筛选出冬凌草甲素治疗动脉粥样硬化的一些潜在靶点,其中有四个靶点具有高度相关性,分别为人腺苷酸环化酶1(Adenylate cyclase 1,ADCY1)、人腺苷酸环化酶2(Adenylate cyclase 2,ADCY2)、核因子E2相关因子(Nuclear factor erythroid 2-related factor 2,NRF2)和NROB1(DAX1)。而其中NRF2是一种已知的机械敏感性转录因子,其受到低应切力的影响而明显下调,从而促进了内皮细胞中氧化应激的发生。因此NRF2等相关机械敏感性转录因子已被视为下一阶段防治动脉粥样硬化的重要潜在靶点。本研究通过体外实验探究冬凌草甲素能否改善低应切力导致的内皮细胞功能紊乱,以及这种药物作用和NRF2的相关性;并以斑马鱼为实验动物观察冬凌草甲素在降脂、抗氧化和抗炎等方面的药物作用。目的:研究冬凌草甲素能否改善低应切力诱导的血管内皮细胞功能紊乱,是否具有防治动脉粥样硬化的潜力。方法:我们结合使用了文本挖掘、化学计量学和化学基因组学的方法对冬凌草甲素治疗心血管疾病的潜在靶点进行了预测,经过进一步筛选后我们认为ADCY1、ADCY2、NRF2和NROB1和冬凌草甲素的药物作用高度相关。我们选取了NRF2作进一步研究;我们使用0.1%二甲基亚砜(0.1%DMSO)、冬凌草甲素(100μg/ml)和NRF2 si RNA(0.1μmol/L)对EA.hy926细胞进行24h预处理,然后使用平行板流动腔模拟低血流应切力的环境(3 dyn/cm~2)。之后使用DAF-FM DA探针检测细胞中一氧化氮(NO)水平,使用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-q PCR)检测内皮素1(ET-1)、血管内皮细胞一氧化氮合酶(e NOS)和前列环素合酶(PGIS)的m RNA水平来反映内皮细胞功能紊乱情况。同时,使用试剂盒检测细胞中超氧化物歧化酶(SOD)活性,丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)的含量来反映细胞氧化应激水平。本研究采用高胆固醇(HCD)喂食斑马鱼建立斑马鱼AS模型。使用含有橙色荧光标记的胆固醇饲料喂养5天龄的Tg(fli1:EGFP)斑马鱼(血管带有绿色荧光标记)10天时间,通过荧光显微镜观察AS斑马鱼血管中胆固醇的聚集情况。使用高胆固醇饲料喂养5天龄的TU野生型斑马鱼,进行尼罗红染色以及总胆固醇(TC)、总甘油三酯(TG)的测定来衡量冬凌草甲素的降脂作用。使用高胆固醇饲料喂养5天龄的Tg(mpx:EGFP)斑马鱼(中性粒细胞带有绿色荧光标记),通过荧光显微镜观察AS斑马鱼血管中中性粒细胞的聚集来衡量冬凌草甲素的抗炎作用。使用DCFH-DA探针测量斑马鱼胚胎ROS水平以衡量冬凌草甲素的抗氧化作用。结果:冬凌草甲素能有效升高血管内皮细胞中NRF2及其调控的编码还原型辅酶/醌氧化还原酶(NQO1)和血红素加氧酶1(HMOX1)的m RNA表达。低应切力明显减少了内皮细胞中NO的含量,上调了ET-1的合成并减少了e NOS和PGIS的生成,冬凌草甲素有效抑制了低应切力诱导的这些变化,而冬凌草甲素的这种作用又被NRF2 si RNA所抑制。低应切力明显增加了内皮细胞中氧化应激的水平,减少了SOD和GSH的活性,冬凌草甲素能有效减少低应切力诱导的氧化应激反应,而冬凌草甲素的这种抗氧化作用同样被NRF2 si RNA所抑制。冬凌草甲素还有效减少了斑马鱼血管周围脂质蓄积。尼罗红染色显示冬凌草甲素减少了高胆固醇饮食下斑马鱼胚胎的全身脂质水平,TC、TG指标也相应下降。另外,冬凌草甲素还有效减少了高胆固醇饮食导致的斑马鱼胚胎全身氧化应激和炎症反应。结论:冬凌草甲素有效抑制了低应切力导致的血管内皮细胞功能紊乱和氧化应激,并且我们认为冬凌草甲素可能是通过激活NRF2相关通路实现其对血管内皮细胞的保护作用。冬凌草甲素还能有效减少AS斑马鱼血管中的胆固醇蓄积和中性粒细胞募集,改善AS斑马鱼的氧化应激和炎症反应。这些结果说明,冬凌草甲素可能具有防止AS作用。