稳心汤通过PI3K/Akt/NF-κB信号通路改善心肌梗死大鼠心肌损伤的机制研究

研究背景冠心病是全球死亡率最高的疾病之一,其发病率高、病情进展迅速、死亡率高居我国病死率首位。缺血缺氧等应激情况下,心肌细胞产生大量的活性氧,多不饱和脂肪酸的过氧化作用加剧,产生有毒的醛,引发“瀑布式”级联反应,继而导致心肌细胞凋亡及炎症反应的发生,是心肌梗死发病的重要病理学基础。虽然经皮冠状动脉介入术(PCI)能大幅降低患者病死率,但心梗后复发心肌损伤依旧严重影响着患者的生活质量。中医认为,冠心病属于胸痹心痛范畴,气虚血瘀是临床中常见的证型。稳心汤(WXT)是由广安门医院李军教授多年实践并结合名老中医经验总结的有效方剂,由黄芪、太子参、赤芍、川芎、瓜蒌、薤白、半夏、桂枝、姜黄、僵蚕、大黄11味中药组成,对于治疗心肌梗死后复发心肌损伤具有显著疗效。本研究拟通过网络药理学以及大鼠心肌梗死模型,探讨WXT对心肌细胞的保护作用及分子机制。研究一基于网络药理学探讨稳心汤治疗冠心病心肌损伤的核心靶点及机制研究目的运用网络药理学方法,探讨WXT治疗心肌梗死后心肌损伤的药理机制,寻找hyperimmune globulin该过程中的关键靶点及可能参与的信号通路,为WXT治疗心肌梗死后心肌损伤的机制研究奠定理论基础。方法将中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)获取WXT中药物潜在的相关靶点,与人类孟德尔遗传病数据库(OMIM)、药物数据库(Drugbank)、人类基因数据库(GeneCards)数据库中筛选得到的冠心病心肌损伤靶点取交集,并基于STRING数据库构建交集靶点蛋白互作网络图。根据Cytoscape 3.9.1软件构建“稳心汤Mirdametinib核磁关键活性成分—疾病靶点”网络,筛选出核心靶点。利用Metascape平台对“药物—疾病”交集靶点进行GO及KEGG富集分析,筛选出稳心汤治疗气虚血瘀型冠心病心肌损伤过程中可能参与的信号通路。结果共获取稳心汤与冠心病心肌损伤交集靶点173个,包括白介素-6(IL6)、肿瘤坏死因子(TNF)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)、白介素-1(IL1B)、TP53、胱天蛋白酶3(CASP3)、JUN等,KEGG富集信号通路205条,包括癌症相关通路(Pathways in cancer),脂质和动脉粥样硬化(Lipid and atherosclerosis)、PI3K/Akt信号通路、MAPK信号通路等。研究二稳心汤对心肌梗死后大鼠心肌保护作用的机制研究目的通过构建大鼠心肌梗死模型,selleck合成观察WXT对心肌梗死大鼠的药效学作用,验证WXT对心梗后心肌组织的保护作用,并探讨其分子机制。方法通过冠状动脉左前降支(LAD)结扎构建Wistar大鼠MI模型,随机分为假手术组(Sham,n=10)、模型组(MI,n=10)、WXT低剂量组(WXT-L,n=10)、WXT 中剂量组(WXT-M,n=10)、WXT 高剂量组(WXT-H,n=10)、曲美他嗪组(TMZ,n=10)。WXT组给予中药灌胃,TMZ组给予阳性药物灌胃,其余组别给予等量生理盐水灌胃。连续灌胃4周后通过小动物超声心动图观察大鼠心脏结构与功能变化;通过苏木精-伊红(hematoxylin and eosin,HE)与马松(Masson)染色评估大鼠心肌组织病理学改变及纤维化程度;通过透视电镜观察心肌梗死边缘区心肌细胞线粒体超微结构的改变;通过TUNEL染色检测大鼠心肌梗死边缘区细胞凋亡情况;通过酶联免疫吸附法(Elisa)检测大鼠血清中炎症因子TNF-α的表达水平;通过Western blot检测心肌组织中PI3K、Akt、NF-κB蛋白的表达情况。结果1.相较于模型组,WXT能够显著提高MI大鼠的心功能水平,显著提高大鼠 LVEF、LVFS、LVAWs 水平(P<0.01),降低 LVIDd、LVIDs、LVVd(P<0.01),这一改变与药物浓度呈正相关。2.心肌组织病理学检测可见WXT干预后能有效减轻MI大鼠心肌细胞排列紊乱,炎症细胞侵润等病理学改变,通过Masson染色,发现稳心汤对抑制心肌纤维化,改善心肌梗死大鼠心室重构具有显著作用,差异具有统计学意义。3.透射电镜结果显示,Sham组大鼠线粒体外膜完整,嵴密集,MI组心肌线粒体形态异常,数量减少,嵴紊乱及基质肿胀。WXT干预后,可在一定程度逆转上述线粒体数量与结构的改变。4.TUNEL染色结果显示,与MI组相比,随着WXT浓度的升高,心肌梗死边缘区凋亡的细胞数目的比例明显减少,差异具有统计学意义。5.Elisa结果显示,相较于模型组,WXT干预后,MI大鼠血清中TNF-α显著减少,差异具有统计学意义。6.WXT能够显著提高心肌组织中PI3K、Akt的表达,降低NF-κB的表达水平,结果具有统计学意义。结论相较于模型组,稳心汤能够有效缓解大鼠心肌梗死后心肌损伤,恢复心脏功能,抑制心肌炎症反应,改善心肌组织纤维化程度,延缓心室重构,改善心肌细胞中线粒体数量与结构,减少细胞凋亡,这一现象可能与稳心汤能够通过PI3K/Akt/NF-κB信号通路,降低心肌损伤后心肌细胞凋亡水平相关。网络药理学作为一种方法学模型,可以较好地预测中药复方成分治疗疾病的核心靶点及可能参与的信号通路。