通脉养心丸通过激活GPER调节HIF-1α信号通路及下游钾通道缓解心肌无复流

Tongmai Yangxin pill alleviates myocardial no-reflow by activating GPER to regulate HIF-1α signaling and downstream potassium channels.

作者信息Ting Chen, Yulong Zhang, Manyun Chen, Pu Yang, Yi Wang, Wei Zhang, Weihua Huang, Wei Zhang
PMID36896463
发布时间2023-12
DOI10.1080/13880209.2023.2184481

实验完整度

包含在体大鼠模型、离体冠状动脉微血管实验、网络药理学和分子对接等多层级验证,且进行了功能验证和机制探讨。

主要模型

心肌无复流SD大鼠模型 离体冠状动脉微血管 网络药理学分析平台

重点核对

心肌无复流模型建立:结扎左前降支2小时再灌注,EF<50% TMYX给药剂量:4.0 g/kg,灌胃,每日一次,持续一周 离体微血管舒张实验使用GPER抑制剂G-15、PKA抑制剂H-89、eNOS抑制剂L-NAME、sGC抑制剂ODQ及四种钾通道抑制剂 分子对接验证:化合物与NOS3、TNF的结合亲和力

摘要

背景:通脉养心丸(TMYX)对无复流(NR)具有潜在的临床疗效;然而,其有效物质和作用机制尚不清楚。目的:本研究评估TMYX抗NR的心脏保护作用和分子机制。材料与方法:我们使用心肌NR大鼠模型来确认TMYX缓解NR的作用和机制。将Sprague-Dawley(SD)大鼠分为对照组(Con)、假手术组(Sham)、NR组、TMYX(4.0 g/kg)组和硝普钠(SNP,5.0 mg/kg)组,每天治疗一次,持续一周。体外研究使用NR大鼠分离的冠状动脉微血管,并进行网络药理学分析以揭示TMYX的潜在机制,并确定TMYX的主要成分、靶点和通路。结果:TMYX(4.0 g/kg)通过改善心脏结构和功能、减少NR、缺血面积和心肌细胞损伤,以及降低心肌肌钙蛋白I(cTnI)的表达,对NR显示出治疗作用。此外,网络药理学预测的TMYX机制与HIF-1、NF-κB和TNF信号通路相关。在体内,TMYX降低了MPO、NF-κB和TNF-α的表达,并增加了GPER、p-ERK和HIF-1α的表达。在体外,TMYX增强了冠状动脉微血管细胞的舒张功能;然而,这种作用被G-15、H-89、L-NAME、ODQ和四种钾通道抑制剂所抑制。结论:TMYX通过多靶点发挥其治疗NR的药理作用。然而,每条通路的贡献未被检测,机制应进一步研究。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
TMYX是否通过激活GPER调节HIF-1α信号通路及下游钾通道来缓解心肌无复流?
核心机制
TMYX激活GPER,进而调节HIF-1α信号通路,通过PKA/eNOS/NO/sGC/PKG通路激活下游钾通道,促进冠状动脉微血管舒张,同时抑制炎症反应,从而减轻无复流。
主要证据
在体实验显示TMYX增加GPER、HIF-1α表达,降低MPO、NF-κB、TNF-α表达;离体实验显示TMYX增强微血管舒张,但被G-15、H-89、L-NAME、ODQ和钾通道抑制剂阻断。
研究意义
研究为TMYX治疗心肌无复流提供了多靶点、多通路的机制依据,并提示GPER/HIF-1α信号通路是潜在治疗靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立心肌无复流大鼠模型

模拟心肌缺血再灌注后无复流状态

SD大鼠结扎左前降支2小时再灌注,通过超声心动图确认EF<50%和心肌无复流。

2

评价TMYX对无复流面积和心功能的影响

验证TMYX的体内疗效

采用硫黄素S、伊文思蓝和TTC染色测量无复流和缺血面积,超声心动图检测心功能,检测血清cTnI和心肌组织HE染色。

3

网络药理学预测TMYX靶点和通路

预测TMYX的活性成分、潜在靶点和信号通路

利用TCMSP、Batman-TCM获取成分,GeneCard等数据库获取NR靶点,取交集,构建PPI网络,进行KEGG富集分析。

4

分子对接验证成分与靶点结合

验证活性成分与关键靶点的结合亲和力

从PDB下载靶点蛋白结构,PubChem下载化合物结构,使用AutoDock Vina进行分子对接。

5

验证TMYX对GPER/HIF-1α通路和炎症因子的影响

验证网络药理学预测的机制

采用Western blot和RT-qPCR检测心肌组织中GPER、ERK、HIF-1α、NF-κB、TNF-α的表达,免疫组化检测MPO。

6

离体冠状动脉微血管舒张功能实验

验证TMYX通过GPER/HIF-1α/钾通道通路舒张微血管

分离NR大鼠冠状动脉微血管环,记录张力变化,观察TMYX舒张作用及多种抑制剂的影响。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
硝普钠Sigma-Aldrich71778-25-G
硫黄素SSigmaT1892-25G
伊文思蓝SigmaE2129-10G
2,3,5-三苯基氯化四氮唑SolarbioT8170
大鼠心肌肌钙蛋白I检测试剂盒UscnkSEA478Ra
G-15MCE1161002-05-6
H-89SigmaB 1427
L-NAMESigmaN 5751
ODQSigmaO 3636
四乙铵SigmaT2265-25G
格列本脲SigmaG0639-5G-9
氯化钡Sigma202738-5G
TRIzol试剂Life Technologies135406
GoScript逆转录系统试剂盒PromegaA5001
2× SYBR Green Qpcr预混液BimakeB21203
封闭血清Boster Biological TechnologyAR0004
髓过氧化物酶抗体Beijing Biosynthesis BiotechnologyBs-4943R
GPER抗体Biossbs-1380R
HIF-1α抗体Hunan Kehang Biotech340462
ERK抗体CST9102S
p-ERK抗体CST9106S
NF-κB抗体Beijing Biosynthesis Biotechnologybs-34045R
TNF-α抗体Abcamab205587
GAPDH抗体CST5174T
抗兔IgGCST7074P2
羧甲基纤维素钠Beijing Solarbio TechnologyC8621
耦合剂--YY 0299

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
心肌无复流模型建立
大鼠品系、性别、体重、结扎位置、缺血时间、再灌注时间、模型成功标准
阅读提示:Materials and methods: Animals and myocardial NR model
药物分组与给药
分组、给药剂量、给药途径、给药频率、持续时间、溶剂
阅读提示:Materials and methods: Grouping and drug administration
无复流面积测定
硫黄素S、伊文思蓝、TTC浓度和注射量、染色时间、图像分析软件
阅读提示:Materials and methods: Measurement of the area of NR and ischemia
心功能测定
超声设备型号、探头频率、测量参数
阅读提示:Materials and methods: Measurement of cardiac structure and function in rats
离体微血管张力实验
微血管来源、溶液成分(KPSS, PSS)、温度、气体、刺激方法、抑制剂种类和浓度
阅读提示:Materials and methods: Detection of the diastolic function of the isolated coronary microvascular in NR rats
蛋白和基因表达检测
RT-qPCR引物序列、PCR条件、Western blot抗体及稀释比例、内参
阅读提示:Materials and methods: Real-time PCR, Western blot analysis