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第一部分荭草苷抗大鼠MIRI的药效研究目的目前已证实,用苗药都木油活性成分荭草苷(Orientin, Ori)做药物预处理(Pharmacologic preconditioning, PPC),可模拟缺血预处理(Ischemia preconditioning, IPC)对心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia/reperfusion injury, MIRI)大鼠心肌缺血耐受的心肌保护作用。本研究旨在建立在体的大鼠MIRI模型,通过预给药的方式,研究Ori对大鼠MIRI的保护作用及与线粒体自噬的关系。方法将90只Sprague-Dawley雄性大鼠随机分为假手术组(Sham,生理盐水,n=15)、模型组(Model,生理盐水,n=15)、荭草苷低剂量组(Ori 1mg/kg, n=15)、荭草苷中剂量组(Ori2mg/kg, n=15)、荭草苷高剂量组(Ori 4mg/kg, n=15)、自噬抑制组(OW, Ori 2mg/kg+wort-mannin 15 μg/kg, n=15)。适应性喂养一周后,腹腔给药7天。除Sham组外,均进行以下手术操作:结扎大鼠左冠状动脉前降支(left anterior descending coronary artery, LADCA)致缺血30min,放开结扎线再灌注120min,建立在体MIRI模型(Sham组穿线但不结扎)。检测以下指标:(1)心电图(electrocardiogram, ECG); (2)心肌梗死面积;(3)心肌酶CK-MB、LDH、AST含量;(4)组织形态学;(5)电镜观察心肌组织超微结构变化。结果1、模型组与假手术组比较。缺血、再灌注各期QRS间期、QT间期增长,ST段抬高。MIRI能明显增加大鼠心肌梗死面积,与Sham组相比较有统计学差异,22.22%±3.96%(Model) vs.2.96%±2.83%(Sham), P<0.001。与Sham组相比,Model组大鼠血清中心肌酶CK-MB含量显著增加(1917.77±648.13U/Lvs.756.16±200.84U/L,P<0.001);血清中LDH含量显著增加(1603.55±588.11 U/L vs.448.93±199.81 U/L,P<0.001);血清中AST含量显著增加(197.05±54.72 U/L vs.129.35±40.07 U/L, P<0.01)。病理组织切片观察可见Model组大鼠心肌组织结构紊乱,纤维化加强,心肌组织被大量的炎性细胞浸润,心肌纤维病变,心肌细胞间质明显水肿等。电镜观察可见Model大鼠心肌纤维大量断裂,线粒体破损、溶解、空泡化严重,线粒体嵴排列紊乱。2、给药组与模型组比较。缺血、再灌注各期HR升高、QRS间期、QT间期缩短,ST段下降。腹腔注射1.0mg/kg Ori,对大鼠心肌梗死面积的变化无明显改善,与Model组相比较无显著性差异(P>05 vs.Model);腹腔注射2.0mg/kg Ori和4.0mg/kg Ori能显著降低大鼠心肌梗死面积,与模型组相比有统计学差异[10.71%±2.79%(Ori 2mg/kg),2.66%±1.84% (Ori 4mg/kg) vs.22.22%±3.96%(Model); P<0.01 或 P<0.01]。腹腔注射1.0mg/kg Ori,对大鼠心肌酶CK-MB、LDH和AST的含量变化均无明显影响,与Model组相比较无显著性差异(P>0.05vs.Model);腹腔注射2.0mg/kg Ori和4.0mg/kg Ori能显著降低血清中CK-MB含量,与模型组相比有统计学差异[977.27±404.30 U/L (Ori 2mg/kg),940.96±301.70 U/L (Ori 4mg/kg) vs.1917.77±648.13 U/L (Model);P<0.01或P<0.01];腹腔注射2.0mg/kg Ori和4.0mg/kg Ori能显著降低血清中LDH含量,与模型组相比有统计学差异[684.64±335.57 U/L (Ori 2mg/kg),676.37±280.99 U/L (Ori 4mg/kg) vs.1603.55±588.11 (Model); P<0.01或P<0.01];腹腔注射2.0mg/kg Ori和4.0mg/kg Ori能显著降低血清中AST含量,与模型组相比有统计学差异[132.40±24.83U/L (Ori 2mg/kg),122.66±21.89 U/L (Ori 4mg/kg) vs. 197.05±54.72 (Model); P<0.01或P<0.01]。病理切片结果表明,腹腔注射2.0mg/kg Ori和4.0mg/kg Ori能显著减轻心肌损伤,表现为心肌组织结构整齐,纤维化减轻,少量的炎性细胞浸润,心肌纤维部分或少量断裂,心肌细胞间质无明显水肿现象等。电镜观察可见2.0mg/kg Ori和4.0mg/kg Ori给药组大鼠心肌纤维相对完整,线粒体破损较少,线粒体部分或少量溶解,少量有空泡化现象,线粒体嵴排列相对整齐。3、自噬抑制组与模型组比较。缺血、再灌注各期HR下降、QRS间期时长下降、QT间期时长下降、ST段抬高。手术前15min给予15μg/kg wortmannin抑制大鼠线粒体自噬,能明显减小大鼠心肌梗死面积,与Model组相比较有显著性差异[2.39%±1.67%(OW)vs.22.22%±3.96%(Model), P<0.001]。OW组大鼠血清中CK-MB含量较Model组明显降低,825.37±302.67U/L (OW) vs.1917.77±648.13U/L (Model), P<0.001; OW组大鼠血清中LDH含量较Model组明显降低,454.13±141.92U/L(OW)vs.1603.55±588.11U/L(Model),P<0.001;OW组大鼠血清中LDH含量较Model组明显降低,454.13±141.92U/L (OW) vs. 1603.55±588.11U/L (Model), P<0.01;OW组大鼠血清中AST含量较Model组明显降低,132.10±26.96U/L (OW) vs.197.05±54.72U/L (Model), P<0.01。病理切片观察结果表明,给予15μg/kg wortmannin印制大鼠线粒体自噬,能显著减轻心肌损伤,表现为心肌组织结构相对整齐,纤维化较轻,有少量的炎性细胞浸润,心肌纤维部分断裂,心肌细胞间质无明显水肿现象等。电镜观察可见OW组大鼠心肌纤维部分断裂,但线粒体破损较少、少量线粒体溶解,几乎无空泡化现象,线粒体嵴排列相对整齐。4、自噬抑制组与其他组比较。与Ori 2mg/kg组相比较,OW组HR、QRS间期、QT间期增长,ST段抬高。OW组大鼠心肌梗死面积、心肌酶(CK-MB、LDH、AST)含量与Sham均组无统计学差异(P>0.05 vs.Sham)。结论中、高剂量(2.0mg/kg和4.0mg/kg)Ori能明显减小大鼠心肌梗死面积、降低心肌酶漏出率,减轻心肌病理损伤,减小心肌纤维断裂和线粒体损伤,对大鼠心脏缺血再灌注损伤具有明显保护作用,而其保护机制可能与抑制MIRI过程中细胞线粒体自噬有关。目的从线粒体质量控制角度,研究Ori对MIRI大鼠心脏的保护作用。方法将36只Sprague-Dawley雄性大鼠随机分为假手术组(Sham,生理盐水,n=6)、模型组(Model,生理盐水,n=6)、荭草苷低剂量组(Low,Ori1mg/kg,n=6)、荭草苷中剂量组(Ori2mg/kg,n=6)、荭草苷高剂量组(Ori 4mg/kg,n=6)、自噬抑制组(OW,n=6)。适应性喂养一周后,腹腔给药7天后,除Sham组外,均进行以下手术操作;结扎大鼠左冠状动脉前降支(the left anterior descending coronary artery,LADCA)致缺血30min,放开结扎线再灌注120min,建立在体MIRI模型(Sham组穿线但不结扎)。造模完成后剪取大鼠左心室心肌,匀浆后经差速离心分离线粒体。检测以下指标:(1)线粒体膜电位(mitochonalembrane pontial,MMP),单位由红/绿荧光比值表示;(2)线粒体通透性转换孔(mitochondrial permea tytransitionpore,MPTP)开放程度;(3)线粒体呼吸链酶IV活性;(4)线粒体损伤评级,单位由评分表示;(5)心肌细胞中自噬体数量。结果1、模型组与假手术组比较。Model组大鼠心肌线粒体膜电位明显降低,与Sham比较有统计学差异,0.68±0.07(Model)VS.2.31±0.19(Sham),P<0.001。MIRI可最著增加开放MPTP开放程度,与Sham组相比较有显著性差异,13012.70±2101.60 RFU/(mgprotein)(Model)VS.9244.08±692.69 RFU/(mgprotein)(Sham),P<0.01。与Sham组相比,Model组心肌线粒体呼吸链复合物I含量明显降低,90.91±18.18 nmol NADH/(miivmg protein)(Model)vs.206.06±10.50 nmol NADH/(min.mgprokin)(Sham),P<0.001;Model组复合物II含量与Sham组相比显著降低,396.64±18.40nmol DCPIIV(minmgprolein)(Model)vs.632.88±21.68nmol DQPIP/(minmgprotein)(Sham),P<0.01;与Sham组相比,Model组复合物III含量显著降低,59.52±4.58 nmol C0QH2/(minmg protein)(Model)vs.177.05±13.99nmolCoQH2/(min.mgprotein)(Sham),P<0.01;与Sham组相比,Model组复合物IV含量显著降低,663.92±292.06 nmol Cy(mirvmg protein)(Model)VS1873.47±183.63 nmol Cyt c/(mirvmgprotein)(Sham),P<0.001;Model组复合物含量较Sham组显著降低,37.51±8.56nmolNADH/(min.mgprotein)(Model)VS.80.39±16.08 nmol NADH/(minmgprotein)(Sham),P<0.05。与Sham组相比,模型组心肌线粒体损伤明显加重,3.4±0.60(Model)W.0.73.0.12,P<0.01。模型组自噬体数量较假手术组明显增加,19.0±3.6(Model)vs.7.32.1(Sham),P<0.01。2、给药组与模型组比较:与模型组相比较,低剂量(Img/kg)Ori对大鼠MMP,无显著影响(P>0.05 V5.Model),而中、高剂量(2mg/kg、4mg/kg)Ori能显著提高MMP,1.12±0.13(Ori 2mg/kg),1.44±0.15(On4mg/kg)0.68±0.07(Model),P<0.01或P<0.01。Ori 1mg/kg和Ori2mg/kg对MPTP无显著影响,P>0.05w.Model,Ori4mg/kg给药组心肌MPTP开放程度相较模型组均有显著降低,9302.24±1181.29RFU/(mg.protein)W.13012.70±2101.60RFU/(mg’protein)(Model),P<0.01。与模型组相比较,Oriltng/kg组大鼠线粒体呼吸链复合物IIV含量,无显著性差异(P>0.05 vs.Model);给予中、高剂量Ori预处理,能显著提高呼吸链酶复合物I含量,145.45±18.19nmolNADH/(min,mgprotein)(Ori2mg/kg),169.70±21.00 nmol NADH/(mi.mg protein)(On 4mg/kg)90.91±18.18 nmol NADH/(mimg pro1:ein)(Model),P<0.01或P<0.01;Ori 2mg/kg组复合物II含量与Model组相比无显著性差异(P>0.05 VS.Model),Ori 4mg/kg组与Model组有显著性差异,576.30±24.67 nmol DCPIP/(min.mg protein)(On 4mg/kg)、396.64±8.40 nmol DCPIP/(min.mgproein)(Model),P<0.05;与Model组相比,给予Ori2mg/kg、Ori4mg/kg预处理,能明显提高复合物III含量,100.73±12.11 nmolCoQH2(min.mg protein)(Ori2mg/kg),126.68±16.08 nmol C0QH2/(min.mg protein)(Ori 4mg/kg)vs 59.52±4.58 nmol C0QH2/(min.mg protein)(Model),P<0.01或P<0.01;Ori 2mg/kg组复合物IV含量与Model组相比无显著性差异(P>0.05 VS.Model),Ori 4mg/kg预处理,能明思提高复合物IV含量,1549.15±240.4 nmol Cyt c/(min.mg protein)(Ori 4mg/kg)663.92±292.06 nmol Cyt (min.mgprotdn)(Model),P<0.01;低、中、高给药复合物与V与Model组相比均无显著性差异(P>0.05 Model)。给药组线粒体损伤程度与Model相比明显降低,2.53±0.12(Ori Img/kg),1.87±0.42(Ori2mg/lcg),1.40±0.20(Ori4mg/kg)w.3.40±0.60(Model),P<0.05或P>0.01。Ori 1mg/kg组心肌细胞中自幢体数量与Model与无显著性差异(P>0.05,Model),Ori 2mg/kg和Ori 4mg/kg组自隆体數量与Model与有显著性差异,8.7±6.0(Ori2mg/kg),4.7±1.51(Ori4mg/kg)w.9.0±3.6(Model),P<0.05或P<0.01。3、自噬抑制组与模型组比较。OW组MMP相较Model明显升高,1.94±0.29(OW)VS 0.68±0.07(Model),P<0.001。GW组MPTP开放程度相较Model组无明显差异,P>0.05 Model。OW组线粒体呼吸链复合物IV与Model组相比均无显著性差异。与Model组相比,OW组线粒体损伤程度显著降低,1.87±0.50(OW)w.3.4±0.60(Model),P<0.01组自噬体数量相较Model组明显减少,1.7±0.6(0W)vs.19.±3.6(Model),P<0.05。4、自噬抑制组与其他组比较。OW组与Ori2mg/kg组相比较,MMP具有显著性差异,1.94±0.29(OW)vs.1.12±0.13(Ori2mg/kg),P<0.01。MPTP开放程度,OW组与Ori2mg/kg组相比较无显著性差异,片>0.05。OW组与Ori2mg/kg组相比较,线粒体呼吸链复合物I含量有显著性差异109.09±18.15nmolNADH/(min.mgprotein)(OW)W.145.45±18.19mnol NADH/(miirmgprotein)(Ori2nig/kg),P<0.05;OW组与Ori2mg/kg组相比较,呼吸链复合物IIV含量均无显著性差异(P>0.05)。OW组与Ori2mg/kg相比较,线粒体损伤程度无显著性差异(P>0.05),自噬体数量显著降低,1.7±0.6(OW)vs.8.7±6.0(Ori2mg/kg),P<0.01。结论给予大鼠高剂量(4.0mg/kg)Ori腹腔注射预处理能明显提高MMP,减小MPTP井放程度,升高线粒体呼吸链复合物含量,减轻心肌线粒体损伤,明显改善线粒体质量。此外,2.0mg/kg巧4.0ing/kg Ori预处理能显著减少自噬体含量,表明其心脏保护机制可能与抑制MIRI过程中细胞线粒体自噬体有关。