[01728344]心衰大鼠心肌细胞内信号通路AMPK/PGC-1介导线粒体功能调控及中药冠通方的干预研究

①课题来源：该科研课题是教育厅批准的自筹课题。 ②研究背景、目的和意义：心力衰竭是由于各种心脏结构或功能性变化的疾病导致心室充盈及(或)射血能力受损而引起的一组综合征，是21世纪最重要的心血管病症，防治充血性心力衰竭的恶化有重要意义。中医著名的古籍文献《内经》指出了心衰病因，提出了心衰的主要病机为心气虚，本虚标实，本虚主要是心、肺、脾、肾亏虚，标实常在本虚的基础上形成。现代医学认为心力衰竭的原因与心脏的能量代谢障碍有关，推测心气虚心衰时心肌细胞可以通过介导心肌细胞内信号通路AMPK/PGC-1调控心肌细胞内能量代谢，保护与防止心脏扩大并延缓心肌细胞的凋亡。冠通方是广西中医药大学附院心内科常用的中药方。冠通方可能在心衰病程发展过程中通过抑制炎症因子，通过介导心肌细胞内信号通路AMPK/PGC-1调控心肌细胞内能量代谢，并激活SIRT3蛋白，保护心肌细胞。该研究的目的是通过制备大鼠心衰模型，探讨冠通方对心衰大鼠心肌线粒体能量代谢，炎症因子基因和蛋白水平及AMPK/PGC-1通路的影响。 ③主要论点与论据： 主要论点与论据一：24只SD雌性大鼠随机分为A组假手术组，B组模型组，C组冠通方组，D组西药组，每组各6只。各组手术造模后，分别连续灌胃4周，取出心脏制备左室心肌病理切片。观察各组病理切片在光镜下心肌细胞病理形态学结构变化；原位末端标记法(TUNEL)检测判定细胞凋亡；用免疫组化法检测大鼠心肌Bcl-2，Fas等蛋白的表达。结果：冠通方组心肌细胞在光镜下的结构形态得到较好的保护，冠通方组的细胞凋亡指数较模型组显著下降(P＜0.05)；与模型组比较，Bcl-2蛋白明显升高(P＜0.05)，Fas蛋白表达显著下降(P＜0.05)。结论：冠通方可以减少心梗后心衰心肌细胞的凋亡，从而达到保护心肌细胞的作用。 主要论点与论据二：SD雌性大鼠随机分为A组假手术组，B组模型组，C组冠通方组，D组西药组，每组各12只。各组手术造模后，分别连续冠通方中药灌胃4周，取出心脏制备并观察左室心肌病理切片，western blot检测测各组心肌细胞PGC-1α和AMPK蛋白的表达。检测结果：冠通方组PGC-1α蛋白和AMPK蛋白表达较模型组增强，有显著性差异(P＜0.05)。结论：冠通方可能促进心梗后心衰心肌细胞的PGC-1α蛋白和AMPK蛋白表达，从而达到保护心肌细胞的作用。 ④创见与创新：心肌能量代谢发生在心肌细胞的线粒体中，对心肌细胞线粒体的生物合成与线粒体内的能量代谢有重要调控作用分子AMPK、PGC-1α等分子，其中PGC-1α在心肌能量底物改变的发展过程中起着中心枢纽的作用。该研究的特色是研究AMPK/PGC-1α传导通路及其在心衰心肌细胞内对线粒体能量代谢的调控作用；研究心衰时中药冠通方及提取物对AMPK、PGC-1α、SIRT等信号靶点的干预影响，探讨广西特色中药冠通方对心肌细胞内线粒体及其功能的保护作用，为临床应用中药治疗慢性心力衰竭提供理论依据，有鲜明的民族区域药物特色。近年来研究提示，线粒体生成与线粒体的功能调节密切相关，而AMPK/PGC-1α信号途径不仅调控的线粒体生成与心肌细胞的能量代谢，还可能是维持和修复心肌细胞和血管内皮细胞等心血管系统细胞线粒体功能的主要机制之一，在心力衰竭的发生与发展过程中具有重要作用。PGC-1α及SIRT信号途径作为心力衰竭的预防和治疗靶点是该研究的一个创新点。心脏的扩大与心肌细胞的凋亡可以通过心肌细胞内信号通路AMPK/PGC-1介导调控心肌细胞内能量代谢，保护与防止心脏扩大并延缓心肌细胞的凋亡。该课题研究从细胞水平上阐明心力衰竭中AMPK、PGC-1信号表达的调节机制与保护机制，深入认识中药对心力衰竭的治疗机制，这对有效治疗心力衰竭，延长患者的寿命，提高患者的生存质量有重要意义。研究中药对信号通路AMPK/PGC-1介导调控心肌细胞内能量代谢，保护与防止心脏扩大并延缓心肌细胞凋亡的作用是该研究的又一个创新点。 ⑤社会经济效益，存在的问题：该课题的研究理论成果，阐述心脏的扩大、心功能不全与心肌细胞的凋亡可以通过心肌细胞内信号通路AMPK/PGC-1介导调控心肌细胞内能量代谢，并介导SIRT3的活化表达保护与防止心脏扩大并延缓心肌细胞的凋亡；探讨冠通方及提取物促进心肌细胞内线粒体功能，防止心肌细胞凋亡的机理，明确其作用靶点，为临床运用中药治疗心力衰竭提供了实验依据。在国家级核心期刊或外文期刊发表论文2篇。培养硕士研究生1名，使该学生掌握心衰大鼠的制作；同时培养该学科中青年骨干1名。