黄芪和丹参通过Ang-1/Tie-2/FAK通路促进血管生成以治疗心肌缺血

Astragalus propinquus schischkin and Salvia miltiorrhiza bunge promote angiogenesis to treat myocardial ischemia via Ang-1/Tie-2/FAK pathway.

作者信息Mu-Xin Zhang, Xue-Ying Huang, Yu Song, Wan-Li Xu, Yun-Lun Li, Chao Li
PMID36699092
发布时间2023-01-09
DOI10.3389/fphar.2022.1103557

实验完整度

包含体内动物模型(LAD诱导MI小鼠)、ECG/超声心动图、病理染色(TTC/H&E/Masson)、IHC、IF、ELISA、Western blot、q-PCR等多层级验证,且明确包含功能验证和机制验证。

主要模型

LAD诱导的C57BL/6J心肌缺血小鼠模型 小鼠心肌组织

重点核对

造模方式:左前降支冠状动脉结扎(LAD),对照组为假手术 给药剂量:AS灌胃剂量为2 mL/kg,相当于黄芪1.875 g/kg和丹参0.9375 g/kg 给药周期:6周 分组:对照组(假手术+生理盐水)、模型组(MI+生理盐水)、AS组(MI+AS) 样本量:每组8只小鼠

摘要

黄芪和丹参在临床上已被用作治疗心肌缺血的辅助药物。然而,AS对心肌缺血的作用和机制尚未被完全认识。在此,我们探讨了二者联用的心脏保护作用,以及通过周细胞募集促进血管生成的机制。我们的数据显示,AS减少了心肌缺血并保护了心脏功能。AS治疗的心肌缺血小鼠表现出ST段位移和复极化时间减少,射血分数增加,BNP和NT-proBNP表达降低。病理学研究表明,AS减少了梗死心肌面积,并减缓了心脏重塑和纤维化的进程。此外,AS增加了血小板衍生生长因子受体β、血小板内皮细胞黏附分子-1以及血管生成相关蛋白包括血管内皮钙黏蛋白、血管内皮生长因子和转化生长因子β的含量。此外,这些植物药上调了血管生成素-1、磷酸化血管生成素-1受体、黏着斑激酶和生长因子受体结合蛋白7的表达,表明心脏保护相关的血管生成效应与周细胞募集有关,这可能是通过Ang-1/Tie-2/FAK通路实现的。总之,AS可以通过保护心脏功能、减轻心脏病理变化和阻碍心力衰竭进展来治疗心肌缺血,这与周细胞募集后的血管生成有关。因此,一定剂量的AS可能成为治疗心肌缺血的有前景的方法,具有广阔的应用前景。

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
黄芪和丹参联合用药对心肌缺血的治疗作用及其机制是否与通过周细胞募集促进血管生成有关。
核心机制
黄芪和丹参通过上调Ang-1和p-Tie-2表达,下调Ang-2表达,进而激活FAK和GRB7,介导周细胞募集,促进血管生成,从而改善心肌缺血。
主要证据
在LAD诱导的MI小鼠模型中,AS治疗改善了心功能(EF、FS等),减少了梗死面积和纤维化,上调了周细胞标志物(PDGFR-β、NG2)和血管生成相关蛋白(VEGF、TGF-β、VE-cadherin),并调节了Ang-1/Tie-2/FAK通路。
研究意义
该研究为心肌缺血的治疗提供了新的补充和替代疗法,黄芪和丹参的组合有望应用于临床,为心肌缺血患者提供新的治疗选择。

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

建立心肌缺血小鼠模型并分组给药

建立心肌缺血模型并评估AS的干预效果

对C57BL/6J小鼠进行LAD结扎诱导MI,对照组进行假手术。术后将小鼠分为3组:对照组、模型组、AS组,AS组给予黄芪和丹参提取物灌胃,持续6周。

2

评估心脏功能和心衰指标

评估AS对心肌缺血小鼠心脏功能的影响

通过ECG记录ST段位移和复极化时间,通过超声心动图检测EF、FS、心室容积和直径,通过ELISA检测血清BNP和NT-proBNP水平。

3

评估心肌病理损伤

评估AS对心肌梗死面积、心肌纤维化和细胞外基质重塑的影响

通过TTC染色测定梗死面积,H&E染色观察心肌组织病理变化,Masson染色评估胶原纤维沉积,并通过Western blot和qPCR检测Collagen I和MMP9的表达。

4

检测周细胞标志物和血管生成相关蛋白

验证AS是否通过周细胞募集促进血管生成

通过Western blot检测周细胞标志物NG2和PDGFR-β,以及血管生成相关蛋白VE-cadherin、VEGF和TGF-β的表达;通过IHC检测PDGFR-β和CD31的表达。

5

探讨信号通路机制

探究AS促进血管生成的分子机制是否涉及Ang-1/Tie-2/FAK通路

通过Western blot和ELISA检测Ang-1、Ang-2、p-Tie-2的表达,通过Western blot和IF检测FAK和GRB7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
黄芪配方颗粒北京同仁堂--
丹参配方颗粒北京同仁堂--
C57BL/6J小鼠Vital River Laboratory Animal Technology Co.--
RM6240E多通道生理信号采集系统Xinruan--
小动物超声仪Xuzhou--
1% TTC溶液----
Masson染色试剂Nanjing Jiancheng Technology Co., Ltd.--
CD31抗体Abcamab24590
PDGFR-β抗体Cell Signaling3169
EDTA抗原修复液SolarbioC1033
FAK抗体Proteintech66258-1-lg
CoraLite488标记的山羊抗小鼠IgG (H+L)ProteintechSA00013-1
含DAPI的抗荧光衰减封片剂SolarbioS2110
小鼠ELISA试剂盒Elabscience--
RIPA裂解液SolarbioR0020
BCA蛋白定量试剂盒Interchim--
Collagen 1抗体Cell Signaling72026
MMP9抗体Proteintech10375-2-AP
NG2抗体Cell Signaling4226
VE-cadherin抗体Abcamab33168
VEGF抗体Proteintech19003-1-ap
TGF-β抗体Proteintech21898-1-ap
Ang-1抗体Abcamab183701
Ang-2抗体Abcamab155106
磷酸化Tie-2抗体Cell Signaling4226
GRB7抗体Proteintech10045-1-Ig
FAK抗体Abcamab40794
β-actin抗体Proteintech66009-1-lg
ECL底物Thermo Fisher Scientific--
TRIzol试剂----
SPARKscript II RT Plus 试剂盒SparkJadeAG0304
SYBR Green qPCR 预混液SparkJadeAh0104
罗氏LightCycle 480IIRoche--
GraphPad Prism 7GraphPad Software--
ImageJ----

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
动物模型建立
小鼠品系、性别、年龄、体重、LAD结扎的具体操作步骤、对照设置
阅读提示:Materials and Methods 2.2 Animals
药物制备与给药
AS的提取方法、给药剂量、给药途径、给药频率、给药周期、溶剂、浓度
阅读提示:Materials and Methods 2.1 Preparation of AS, 2.2 Animals
心功能检测
麻醉剂类型和浓度、ECG记录条件(导联、设备)、超声心动图参数(EF、FS等)
阅读提示:Materials and Methods 2.3 ECG and ultrasonic cardiogram
心肌病理评估
TTC染色浓度、时间、温度;H&E染色步骤;Masson染色试剂和步骤;Collagen I和MMP9的引物序列及qPCR条件
阅读提示:Materials and Methods 2.4-2.6, 2.11, 表1
分子检测
抗体稀释比例、孵育条件、蛋白上样量、ELISA操作步骤、qPCR反应体系
阅读提示:Materials and Methods 2.7-2.11