真武汤通过TSC1-mTOR信号通路调控心肌细胞自噬发挥抗心室重构的作用研究

Chronic heart failure (CHF) is one of the major diseases hazard to human health. However, its mechanism is not yet fully understood. Zhenwu decoction is an effective therapeutic drug for CHF. Our previous study found that: Zhenwu decoction can improve heart function, inhibit ventricular remodeling, and regulate cardiomyocytes autophagy in mice with ventricular remodeling after myocardial infarction and vascular smooth muscle cell-specific TSC1 gene knockout (TSC1c/cSM22Cre+/-) mice, and its mechanism is closely related to tuberous sclerosis complex 1 (TSC1)-mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway. Based on our previous studies, we hypothesized that: Zhenwu decoction have an effect on anti ventricular remodeling and CHF via regulating cardiomyocytes autophagy by TSC1-mTOR signaling pathway. To verify this hypothesis, this project will establish ventricular remodeling and CHF mice model by ligate the left anterior descending coronary artery causing myocardial infarction in TSC1c/cSM22Cre+/- mice, and use molecular biology techniques in cell and animal levels to observe the TSC1-mTOR signaling pathway regulating cardiomyocytes autophagy and its role in Zhenwu decoction anti ventricular remodeling and CHF. This research intend to further explore the pathogenesis of CHF, enrich the anti CHF mechanism of Zhenwu decoction, and thus to discover a new way for prevention and treatment of CHF.

慢性心力衰竭（CHF）是严重危害人类健康的主要疾病之一，其机制尚未完全阐明。真武汤是CHF的有效治疗药物。前期研究发现：真武汤能够改善心肌梗死后心室重构小鼠和血管平滑肌特异性结节性硬化复合体1（TSC1）基因敲除（TSC1c/cSM22Cre+/-）小鼠的心功能、抑制其心室重构、调控心肌细胞自噬，其机制与TSC1-mTOR信号通路密切相关。基于前期研究结果，我们提出假说：真武汤通过TSC1-mTOR信号通路调控心肌细胞自噬发挥抗心室重构和CHF作用。为验证上述假说，本项目拟在TSC1c/cSM22Cre+/-小鼠基础上，通过冠状动脉左前降支结扎术制备心肌梗死后心室重构和CHF小鼠模型，利用分子生物学技术在细胞和动物水平分别观察TSC1-mTOR信号通路调控心肌细胞自噬及其在真武汤抗心室重构和CHF中的作用。本项目对进一步发掘CHF的发病机制，丰富真武汤抗CHF的疗效机理，探索一条新的途径。

慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）是多种心血管疾病的终末阶段，是世界范围内影响人们身心健康的主要社会公共卫生问题之一。降低 CHF 的发病率和死亡率，已成为当前我国社会公共卫生领域迫切需要解决的重要科学问题。真武汤是防治心衰的经典方，其抑制心室重构可能与TSC1-mTOR信号通路介导的心肌细胞自噬密切相关。利用TSC1c/cSM22Cre+/-（心肌肥大）小鼠以及 TSC1w/wSM22Cre+/-（对照）小鼠，采用冠状动脉左前降支结扎术构建心肌梗死后心室重塑和CHF模型、小鼠原代心肌细胞肥大模型，予以高、中、低剂量真武汤或真武汤含药血清干预，观察真武汤对小鼠心脏结构和功能、自噬、肥大标记分子以及TSC1-mTOR信号通路分子等表达的影响。真武汤能够降低降低心肌肥大小鼠的LV+S/HW、调控血压、减少心肌细胞横截面积、延长心肌梗死后心衰小鼠生存时间。真武汤含药血清能够有效增强心肌细胞活力和自噬、减少心肌细胞表面积、凋亡和β-MHC表达。真武汤能够提升心肌梗死后心肌肥大小鼠LVEF，降低心肌组织AIM2炎症小体等表达。相对于心肌肥大小鼠以及心肌肥大心肌梗死心力衰竭模型小鼠中，给予以真武汤干预后，TSC1表达不变、TSC2及其磷酸化水平表达升高，mTOR磷酸化水平表达降低、LCⅡ/LCⅠ增加，TUNEL阳性细胞比例减少，ATG13表达升高，S6K磷酸化水平表达降低，4EBP-1及其磷酸化水平变化不显著。结合真武汤网络药理学研究结果：真武汤能够激活cGMP-PKG1信号通路，进一步实验证实真武汤通过PKG1激活TSC2抑制mTOR促进自噬发生。与未合并心肌梗死的对照小鼠相比，合并心肌梗死后心室重构的对照小鼠心肌组织去甲基化酶FTO表达降低，高甲基化程度低基因表达TSC1，予以真武汤干预后能够逆转心肌组织中FTO的表达。提示心肌梗死后m6A修饰调控自噬是真武汤抑制心肌肥大以及心肌梗死后心室重构的重要作用靶点。本申请项目对真武汤抗心力衰竭作用的分子机制进行了探索，丰富了真武汤防治慢性心力衰竭的疗效机理。