基于线粒体动力学探讨药对黄芪葶苈子抗心力衰竭的机理研究

Energy metabolism plays a very important role in heart failure progress, and closely related to mitochondrial energy metabolism. Based on the early research, the traditional Chinese medicine medicinal broth (fuxin soup) treating heart failure, we take fuxin soup to study. Aimed at the Pathogenesis, we select astragalus and Semen Lepidii as the object, which was the essential part of fuxin soup. With mitochondrial structure change and the function change as the breakthrough point, we will observe the expression of myocardial mitochondria ultrastructure of structural failure detection, calcium transient adjustment of functional testing, and mitochondrial dynamics related fusion protein 1 (Mfn-1), Mfn-2, optic atrophy protein 1 (OPA-1) , Dynamin-related protein (Drp-1 and Fis-1) ,intervening by astragalus and Semen Lepidii. Through the above methods, we will explore the curative effect and mechanism of treating heart failure and lay a theoretical foundation for the prevention and treatment of heart failure.

能量代谢在心衰进展中起着非常重要的作用，而能量代谢与线粒体密切相关，课题组在前期中药汤剂（复心汤）治疗心衰的研究基础上，进行拆方研究，针对心衰的基本病机，选取复心汤中的主药黄芪葶苈子作为研究药对，以线粒体结构改变和功能变化为切入点，采用透射电镜、激光共聚焦技术、Western blot、PCR等方法，通过观察药对黄芪葶苈子对衰竭心肌线粒体超微结构的结构性检测，钙瞬变调节的功能性检测，以及线粒体动力学相关融合蛋白1（Mfn-1）、Mfn-2、视神经萎缩蛋白1（OPA-1）、线粒体分裂蛋白（Drp-1和Fis-1）表达的影响，探讨其治疗心衰的疗效及作用机理，为黄芪葶苈子防治心力衰竭奠定理论基础。

慢性心力衰竭多年来一直是临床研究热点，而能量代谢在心衰进展中起着非常重要的作用，能量代谢又与线粒体密切相关，本研究以线粒体结构改变和功能变化为切入点，观察药对黄芪葶苈子对衰竭心肌线粒体超微结构的结构性检测，以及线粒体动力学相关融合蛋白1（Mfn-1）、Mfn-2、视神经萎缩蛋白1（OPA-1）、线粒体分裂蛋白（Drp-1和Fis-1）表达的影响，并结合网络药理学来寻找黄芪葶苈子治疗心力衰竭的作用机制。实验研究发现：黄芪葶苈子能够改善心衰小鼠的心功能，包括升高LVEF和LVFS，降低LVEDD和LVESD，降低血清BNP的水平，心肌病理形态改善，心肌纤维缺失情况改善，心肌胶原纤维沉积减轻。在线粒体结构上，通过电镜切片观察到心力衰竭时心肌细胞的线粒体结构发生明显变化，包括体积增大，形状改变，排列紊乱，嵴断裂，肌节缺失等，黄芪葶苈子能够改善线粒体结构的变化，减轻线粒体的损伤。在线粒体功能上，黄芪葶苈子能够通过上调心肌组织及细胞Mfn1，Mfn2，OPA1蛋白表达，下调Drp1和Fis1蛋白表达，调节线粒体动力学稳态发挥抗心力衰竭作用。此外，我们利用网络药理学来寻找黄芪葶苈子治疗心力衰竭的作用机制，通过TCMSP数据库和SwissTargetPrediction数据库，我们得到11个活性成分和109个靶点，确定了黄芪葶苈子治疗心力衰竭的等效分子团是槲皮素和山柰酚，关键的靶点为PIK3CG、AKT1、PIK3R1、GSK3B、CAMK2B、IGF1R，以上靶点与线粒体代谢和凋亡密切相关，这为天然草药和小分子化合物的一致性评价构建了桥梁，为后续进一步研究提供了方向，在一定程度上揭示了黄芪葶苈子治疗心力衰竭的作用机制。