论文部分内容阅读
急性心肌梗死发生时,围绕在梗死核心区周围的部分心肌组织尚存部分侧支血管的血流供应,这片区域称为梗死边缘区。虽然梗死边缘区内的心肌细胞不会因最初的缺血损伤而迅速发生死亡,但缺血引起的氧化应激能够激活凋亡信号转导通路,诱导心肌细胞凋亡;同时由于梗死核心区心肌组织坏死并释放多种炎症介质引发急性炎症反应,进而对梗死边缘区心肌细胞产生不可逆损伤。梗死边缘区心肌细胞仍然保留着部分功能性,可以对抗急性缺血缺氧造成的损伤。因此,挽救梗死边缘区心肌细胞对减少心肌梗死面积,改善预后具有重要意义。灵宝护心丹治疗冠心病具有确切的临床疗效。前期药理研究证明,灵宝护心丹具有增加冠脉流量、降低张力-时间指数和心肌耗氧量等作用,并且在临床中能显著减轻冠心病患者心绞痛症状、改善心功能等。基于前期研究基础,我们提出了“灵宝护心丹能够保护梗死边缘区心肌组织”的假说,并围绕假说进行了两方面的研究:(1)基于网络药理学探究灵宝护心丹治疗急性心肌梗死的潜在机制研究;(2)灵宝护心丹通过Sirt1介导的FoxO1/NF-κ B信号通路对急性心肌梗死大鼠梗死边缘区心肌的保护作用研究。研究一基于网络药理学探究灵宝护心丹治疗急性心肌梗死的潜在机制目的:利用网络药理学和分子模拟对接的方法探究灵宝护心丹治疗急性心肌梗死(AMI)的分子机制。方法:通过中药系统药理学数据库(TCMSP)、中医综合数据库(TCMID)获得灵宝护心丹所含9味中药相关活性化合物和作用靶点;通过人类基因数据库GeneCards获得AMI相关基因,利用String 11.0数据库获得目标基因;利用Cytoscape 3.7.2软件构建化合物-靶标网络,根据拓扑学参数筛选灵宝护心丹治疗AMI的核心靶点;利用Cytoscape 3.7.2插件ClueGO+Cluepedia对疾病和药物交集靶点进行基因本体(GO)生物学过程富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路注释分析。结果:灵宝护心丹化合物-AMI靶点网络包含57个疾病靶点和104个活性化合物,核心靶点包括 FOXO1、SIRT1、CASP3、IL-6、AKT1、SOD2、BCL2等。GO功能富集得到73个条目;KEGG富集到111个通路,并且被分类为16个具有统计学意义的亚组,主要涉及FoxO信号通路、HIF-1信号通路、凋亡信号通路、NF-κB信号通路等。使用GeneMANIA数据库构建核心靶标PPI网络,并对其进行生物学功能分析。利用分子对接模拟软件Autodock Vina 1.1.2,对关键药效分子与核心靶标进行配体-受体对接模拟计算。结论:本研究预测了灵宝护心丹治疗AMI的潜在分子机制,结果表明灵宝护心丹可能通过FoxO1信号通路抑制氧化应激作用诱导的内源性细胞凋亡,通过NF-κB信号通路减少心肌梗死后急性炎症反应,为进一步研究其药效和作用机制奠定基础。研究二灵宝护心丹通过Sirt1介导的FoxO1/NF-κB信号通路对急性心肌梗死大鼠梗死边缘区心肌的保护作用研究目的:观察灵宝护心丹通过Sirt1介导的FoxO1/NF-κB信号通路对急性心肌梗死大鼠梗死边缘区心肌的保护作用和分子机制。方法:91只健康雄性Wistar大鼠,随机分为7组:假手术组(Sham),模型组(Model),倍他乐克组(Betaloc),灵宝护心丹低剂量组(LBHX-L),灵宝护心丹中剂量组(LBHX-M),灵宝护心丹高剂量组(LBHX-H),灵宝护心丹中剂量组+EX527组(LBHX+EX527),每组13只。Sham组和Model组大鼠每天给予等量生理盐水灌胃,Betaloc组大鼠每天给予0.9mg/kg倍他乐克灌胃,LBHX-L、LBHX-M、LBHX-H组大鼠每天分别给予灵宝护心丹0.45mg/kg、0.9mg/kg、1.8mg/kg灌胃,LBHX+EX527组大鼠每天给予灵宝护心丹0.9mg/kg灌胃,连续干预3周后采用结扎左冠状动脉前降支的方法建立急性心肌梗死模型。在灵宝护心丹灌胃的基础上,LBHX+EX527组大鼠在造模前7天、5天、3天和1小时腹腔注射EX527 5 mg/kg。造模24小时后,通过心肌TTC染色观察心肌梗死面积;TUNEL染色法观察梗死边缘区心肌细胞凋亡情况;HE染色观察心肌组织结构和炎性浸润;ELISA法检测血清白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素1(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、细胞间黏附分子1(ICAM-1);RT-qPCR检测梗死边缘区心肌组织内Sirt1及FoxO1 mRNA的表达;Western blotting法检测梗死边缘区心肌组织中Sirt1、FoxO1、SOD2、Bax及NF-κB p65蛋白表达水平。结果:与Sham组相比,Model组大鼠心肌梗死面积显著增加(P<0.01);细胞凋亡数目明显增加(P<0.01);IL-1 β、IL-6、TNF-α和ICAM-1水平均显著上升(P<0.01);此外Model组大鼠心肌组织中的Sirt1 mRNA和FoxO1 mRNA表达均明显降低(P<0.01);心肌组织中的Sirt1、FoxO1和SOD2蛋白水平明显下降(P<0.01),而Bax、NF-κB p65蛋白水平显著上升(P<0.01)。与Model组相比,LBHX-H组心梗面积明显减少(P<0.01),细胞凋亡数目明显减少(P<0.01),其他各项炎症因子水平均有所降低(P<0.01或P<0.05),心肌组织Sirt1 mRNA和FoxO1 mRNA表达有所上升(P<0.05,P<0.01),此外心肌组织中的Sirt1、FoxO1和SOD2蛋白水平有不同程度上升(P<0.01或P<0.05),同时Bax蛋白水平有所下降(P<0.01);与Model组相比,LBHX-M组心梗面积明显减少(P<0.01),细胞凋亡数目有所减少(P<0.05),血清IL-6、TNF-α水平有所下降(P<0.05,P<0.05),心肌组织Sirt1 mRNA和FoxO1 mRNA表达有所上升(P<0.05,P<0.05),而心肌组织中Sirt1、FoxO1和SOD2蛋白水平亦有不同程度增加(P<0.05,P<0.05,P<0.01),NF-κB p65蛋白水平有所降低(P<0.05);与Model组相比,LBHX-L组心梗面积无明显差异(P>0.05),细胞凋亡比例未见下降(P>0.05),相关炎症因子水平均无明显(P>0.05),同时心肌Sirt1 mRNA和FoxO1 mRNA无统计学差异(P>0.05,P>0.05)。在使用灵宝护心丹基础上应用EX527抑制大鼠体内Sirt1活性,可在一定程度上拮抗灵宝护心丹对大鼠梗死边缘区心肌组织的凋亡、炎症的干预效应,与LBHX-M组相比,LBHX+EX527组,心肌细胞的凋亡比例有所回升(P<0.05),血清TNF-α和ICAM-1水平有所回升(P<0.05),FoxO1蛋白表达水平下降(P<0.05),Bax的表达有所下降(P<0.01),NF-κB p65蛋白水平回升(P<0.05)。结论:灵宝护心丹能够抑制大鼠梗死边缘区心肌组织细胞凋亡和炎症反应,降低梗死面积,改善心功能,其保护机制与Sirtl介导的FoxO1/NF-κB信号通路有关。