养心氏片通过激活PI3K/AKT信号通路影响心房重构和氧化应激,改善心房颤动的进展

Administration with Yangxinshi ameliorates the progression of atrial fibrillation by affecting atrial remodeling and oxidative stress via the activation of the PI3K/AKT signaling.

作者信息Binmei Zhang, Jingxiu Hou, Li Dong, Man Sun, Ying Dong, Yumei Dong
PMID40503165
发布时间2025-06
DOI10.1007/s10616-025-00778-8

实验完整度

中

研究包含动物模型(Ach-CaCl2诱导AF大鼠)、组织学、免疫组化、Western blot等验证,并采用网络药理学预测机制,但未进行PI3K/AKT通路抑制剂或基因敲除等反向验证,机制证据层级相对单一。

主要模型

Ach-CaCl2诱导的AF大鼠模型

重点核对

AF模型构建:大鼠尾静脉注射Ach-CaCl2(60 μg/ml ACh和10 mg/ml CaCl2),1 ml/kg,每日一次,持续7天 药物处理:AF大鼠灌胃给予养心氏片500 mg/kg,持续14天 分组:sham组、AF组、AF+养心氏片组,每组10只大鼠 检测指标:AF诱导率和持续时间、LAD、LA面积、ROS、8-OHdG、TUNEL、Bax/Bcl-2、胶原I/III、α-SMA、p-PI3K、p-AKT、Nrf2、HO-1、ox-CaMKII

摘要

心房颤动(AF)是一种常见的心律失常,给全球健康带来巨大负担。中药养心氏片在心血管疾病中显示出保护作用。然而,其在AF中的作用仍不清楚。在此,养心氏片减弱了乙酰胆碱(Ach)-CaCl2构建的AF大鼠模型中AF的诱导和持续时间,对AF易感性产生抑制功效。此外,养心氏片通过抑制左心房内径(LAD)和左心房面积来减轻AF引起的心房扩大。养心氏片通过抑制ROS和8-OHdG的升高减轻了AF诱导的氧化应激,并改善了AF大鼠心房中的细胞凋亡。此外,养心氏片降低了心房纤维化水平,同时伴随着胶原蛋白I、胶原蛋白III和α-SMA的减少。网络药理学分析确定了AF和养心氏片之间的110个共同靶基因,以及养心氏片的6种主要活性成分与AF相交集。GO和KEGG富集分析确定了与AF中养心氏片靶点相关的20条通路,其中PI3K/AKT信号通路影响最大。重要的是,AF大鼠中PI3K/AKT通路的失活被养心氏片所抵消。总之,养心氏片可能通过激活PI3K/AKT通路影响心房结构重构(心房扩大和纤维化)和氧化应激损伤来减轻AF的进展,支持其作为AF的一种有前景的治疗药物。

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
养心氏片能否改善心房颤动,其潜在机制是什么?
核心机制
养心氏片通过激活PI3K/AKT信号通路及其下游Nrf2/HO-1抗氧化通路,抑制氧化应激、心房扩大、纤维化和细胞凋亡,从而改善AF的进展。
主要证据
在Ach-CaCl2诱导的AF大鼠模型中,养心氏片降低AF诱导率和持续时间,减少心房扩大和纤维化,降低ROS、8-OHdG、Bax、胶原I/III、α-SMA水平,升高Bcl-2、p-PI3K、p-AKT、Nrf2、HO-1、ox-CaMKII蛋白水平;网络药理学分析提示PI3K/AKT通路是最相关的通路之一,但缺乏通路抑制验证。
研究意义
养心氏片可能成为治疗心房颤动的一种有前景的治疗药物,为AF的干预提供新的策略。

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

AF大鼠模型建立与养心氏片干预

建立AF大鼠模型,并观察养心氏片对AF的影响。

SD大鼠随机分为sham、AF、AF+养心氏片三组。AF组每日尾静脉注射Ach-CaCl2(60 μg/ml ACh和10 mg/ml CaCl2,1 ml/kg)7天;AF+养心氏片组在造模同时灌胃养心氏片(500 mg/kg)14天。

2

评价AF易感性与心房结构功能

评估养心氏片对AF诱导率、持续时间及心房结构的影响。

麻醉后记录心电图,分析AF持续时间和诱导率。超声心动图测量LAD、LA面积、LVEDd、LVEDs、EF、FS。

3

评估心房组织氧化应激和凋亡

检测养心氏片对AF诱导的氧化应激和细胞凋亡的影响。

心房组织切片进行DHE染色检测ROS,8-OHdG染色检测DNA损伤,TUNEL染色检测细胞凋亡,Western blot检测Bax、Bcl-2蛋白水平。

4

评估心房纤维化程度及胶原蛋白表达

观察养心氏片对AF导致的心房纤维化的影响。

Masson三色染色和天狼星红染色评估纤维化面积和程度;免疫组化和Western blot检测胶原I、胶原III、α-SMA的表达。

5

网络药理学预测机制

预测养心氏片治疗AF的潜在靶点和通路。

通过TCMSP、TCMID数据库筛选养心氏片活性成分及靶点,GeneCards等获取AF靶点,取交集,构建PPI网络,进行GO和KEGG富集分析。

6

Western blot检测PI3K/AKT/Nrf2通路相关蛋白

验证养心氏片对PI3K/AKT/Nrf2通路的影响。

Western blot检测心房组织中p-PI3K、p-AKT、Nrf2、HO-1、ox-CaMKII的蛋白水平;免疫组化检测Nrf2、HO-1的表达。

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
养心氏片Shanghai Pharma GrowfulZ37021102
乙酰胆碱----
氯化钙----
水合氯醛----
飞利浦EPIQ5超声系统Philips HealthcareS12-4
二氢乙啶BaiAoLaiBo Technology Company--
8-OHdG染色试剂盒BaiAoLaiBo Technology Company--
Masson三色染色试剂----
天狼星红F3B----
TUNEL试剂盒Shenggong Biotechnology Co., Ltd.--
RIPA裂解液----
BCA蛋白浓度试剂盒Beyotime Biotechnology--
PVDF膜----
抗胶原蛋白I抗体Bioss--
抗胶原蛋白III抗体Bioss--
抗α-平滑肌肌动蛋白抗体Bioss--
抗PI3K抗体Bioss--
抗磷酸化PI3K抗体Bioss--
抗Bax抗体Proteintech--
抗Bcl2抗体Proteintech--
抗Nrf2抗体Proteintech--
抗HO-1抗体Proteintech--
抗Akt抗体Proteintech--
抗磷酸化AKT抗体Proteintech--
抗氧化型CaMKII抗体GeneTex--
Image J软件----

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
AF模型建立
大鼠品系、周龄或体重(180-200g);Ach-CaCl2浓度(60 μg/ml ACh和10 mg/ml CaCl2);给药途径(尾静脉注射)和剂量(1 ml/kg);给药频率和持续时间(每日一次,连续7天)
阅读提示:见Materials and methods: Establishment of AF rat models and drug treatment
药物干预
养心氏片剂量(500 mg/kg)、给药途径(灌胃)和持续时间(14天);制备方法(溶解于蒸馏水);参考既往研究(Zhang et al. 2018)
阅读提示:见Materials and methods: Establishment of AF rat models and drug treatment
AF评估
麻醉条件(戊巴比妥钠60 mg/kg腹腔注射);ECG导联和记录方法;AF持续时间和诱导率定义
阅读提示:见Materials and methods: Electrocardiogram (ECG) recording and analysis; Figure 1
超声心动图
麻醉(10%水合氯醛);测量指标(LAD, LA area, LVEDd, LVEDs, EF, FS);超声系统及探头(Philips EPIQ5, S12-4)
阅读提示:见Materials and methods: Echocardiographic evaluation of cardiac function and structure
组织学检测
组织固定、包埋、切片厚度(5 µm);染色方法(Masson、Sirius Red、DHE、8-OHdG)及孵育时间和条件;显微镜观察
阅读提示:见Materials and methods: Histological examination
凋亡检测
TUNEL试剂盒来源(Shenggong Biotechnology);凋亡率计算方法(至少5个随机视野)
阅读提示:见Materials and methods: TUNEL staining
分子检测
蛋白提取(RIPA裂解液)、定量(BCA);上样量(40 µg);抗体稀释比(collagen I 1:2000, collagen III 1:3000, α-SMA 1:1000, PI3K 1:1500, p-PI3K 1:1000, Bax 1:5000, Bcl2 1:10000, Nrf2 1:6000, HO-1 1:4000, Akt 1:2000, p-AKT 1:3000, ox-CaMKII 1:1000);二抗孵育条件;化学发光检测
阅读提示:见Materials and methods: Western blot assay; Figure 8
网络药理学分析
数据库版本(TCMSP, TCMID);筛选参数(OB≥20%, DL≥0.1);AF靶点来源(GeneCards、Genecards)和筛选条件(score>1, |logFC|>1, P<0.05);网络构建软件(Cytoscape 3.8.0)和参数;PPI网络参数(STRING 11.0, 物种Homo sapiens);富集分析工具(DAVID 6.8)和显著性阈值(P<0.05)
阅读提示:见Materials and methods: Screening of Yangxinshi chemical compounds and targets, Prediction of pathological targets in AF, PPI network construction, Enrichment analysis