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作者:蔡萌;郭杨;马莹芳;崔静蕾;罗佳;魏丽丽;张云华;王洋;
单位:石河子大学医学院新疆地方与民族高发病教育部重点实验室;
摘要:目的:探讨樱黄素对心肌梗死(MI)小鼠的治疗作用,并阐明樱黄素治疗MI的关键靶点及分子机制。方法:从50只c57小鼠中随机选取10只小鼠作为假手术组;另外40只小鼠采用心脏左前降支结扎建立小鼠MI模型,将造模成功的40只小鼠随机分为模型组、低剂量樱黄素组(5 mg·kg~(-1)樱黄素)、高剂量樱黄素组(10 mg·kg~(-1)樱黄素)和阳性药物组(依那普利组)(2 mg·kg~(-1)依那普利),每组10只。持续21 d腹腔注射给药,每日1次。采用超声心动图检测各组小鼠心功能指标,酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测各组小鼠血清中肌酸激酶同工酶(CK-MB)和肌钙蛋白Ⅰ(cTn-Ⅰ)水平,HE染色观察各组小鼠心肌组织病理形态表现,Masson染色观察各组小鼠心肌组织纤维化情况,免疫组织化学染色法和免疫荧光法检测各组小鼠MI边缘区心肌组织中CD31表达情况及新生血管数量。利用有机小分子生物活性数据库(Pubchem)获取樱黄素结构信息,采用蛋白质序列数据库(SWISS)和定量构效关系数据库(QSAR)获取樱黄素的靶点,采用疾病基因网络数据库(GeneCards)、基因网络数据库(Disgene)和在线人类孟德尔遗传数据库(OMIM)获取MI疾病靶点,搜索关键词“心肌梗死”,获得与之相关的全部疾病靶点。将樱黄素的靶点与疾病的靶点进行交集匹配并寻找共同靶点。运用String数据库构建蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络图。选取排名靠前的靶点与樱黄素进行分子对接,分析樱黄素治疗MI的信号通路。结果:与假手术组比较,模型组小鼠左心室射血分数(LVEF)和左心室短轴缩短率(LVFS)明显降低(P<0.001);与模型组比较,低和高剂量樱黄素组及依那普利组小鼠LVEF和LVFS均明显升高(P<0.05)。ELISA法,与假手术组比较,模型组小鼠血清中CK-MB和cTn-Ⅰ水平均明显升高(P<0.001);与模型组比较,低和高剂量樱黄素组及依那普利组小鼠血清中CK-MB和cTn-Ⅰ水平均明显降低(P<0.01)。HE染色,模型组小鼠心肌细胞形态改变,组织排列紊乱并且有明显断裂,炎性细胞浸润增多;低剂量樱黄素组小鼠心肌细胞坏死程度有所减轻;高剂量樱黄素组小鼠心肌细胞的肿胀、排列失序和肌纤维断裂的症状明显缓解。Masson染色,模型组小鼠心肌纤维化明显,心室前壁变薄,而低剂量樱黄素组小鼠心肌纤维化面积降低,显著抑制纤维化的发展,高剂量樱黄素组小鼠心肌纤维化面积明显减少,纤维化导致的瘢痕样改变减轻。免疫组织化学染色法和免疫荧光法,与模型组比较,高剂量樱黄素组小鼠MI边缘区新生血管数量升高(P<0.05)。网络药理学,樱黄素化合物靶点100个,其中68个为樱黄素-MI的共同靶点。与MI有关的关键基因包括表皮生长因子受体(EGFR)、磷脂酰肌醇3-激酶催化亚单位α(PIK3CA)和过氧化物酶体增生激活受体γ(PPARG)等。分子对接分析结果显示樱黄素与关键靶点EGFR和PIK3CA对接良好,与EGFR的亲和性更好。结论:樱黄素可促进MI小鼠模型梗死边缘区毛细血管新生以减轻缺血缺氧损伤,从而减轻MI后的小鼠心功能障碍。
关键词:心肌梗死;;樱黄素;;血管再生;;网络药理学;;分子对接
基金资助:新疆生产建设兵团科技厅科技合作计划项目(2022BC006);新疆生产建设兵团科技厅指导性科技计划项目(2023ZD040,2024ZD020)