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追溯中草药发展,在我国已经历了几千年的历史长河,是我国宝贵的纯天然资源,目前种类已达12807种[1]。近年来,随着化学、生物学、药理学和药物分析学等现代学科的进步,多学科、多技术对中药的研发取得了长远的发展。特别是大量中草药成分的分离、提纯,药物效应学和药物代谢学研究进展,多种中药单体及复合物成份广泛应用于临床疾病的治疗,发挥着重要的药理作用。因此,中药单体的制备及研发成为中药现代发展的潮流,如何从众多繁杂的大量中草药中分离出不同有效的单体成分、以及从大量单体库中筛选出具有良好药理作用的单体成分,是现代药物研发的重要方向。目前,部分中药单体成分已被证实具有改善心脑供血、减轻缺血性损伤、抗凋亡等作用应用于临床[2,3]。课题组前期已经证实了氯离子通道参与了细胞凋亡的过程,阻断其通道能够有效抑制凋亡的发生[4],为此我们在积极寻找具有氯离子通道阻断作用的中药单体成分,进行前期探讨。内质网(EndoplasmicReticulum,ER)是真核细胞重要的细胞器,它由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构,参与了新生肽链的折叠、合成及蛋白质运输等功能。研究发现葡萄糖能量不足、病毒感染等各种刺激都会影响内质网的稳态,破坏蛋白质的加工及出现钙耗损;衣霉素、胆固醇的积累通过破坏内质网平衡引起内质网应激性细胞凋亡[5,6]。在缺血再灌注损伤、动脉粥样硬化、高血压、心肌梗死及心力衰竭等心血管疾病均有ER应激的广泛参与[7-10]。内质网应激发生后,通过感应调节分子伴侣GRP78表达,CHOP、磷酸化JNK的上调引起细胞凋亡发生[11]。黄芩苷(Baicalin,BC)是一种黄酮类化合物,为一种功效广泛中药单体。BC具有抗氧化、抗凋亡、抗炎等细胞保护作用[12]。BC是否能作用于心肌细胞,与细胞膜受体结合?BC是否具有抑制ERS的功效而发挥细胞的保护作用?目前不得而知,尚未任何研究报道。为此,本研究旨在前期研究基础上应用高通量细胞膜色谱法对部分中药单体成分进行初步筛查,获得能够与细胞膜结合稳定的中药单体为候选成分。在此基础上探讨黄芩苷在衣霉素诱导内质网应激性心肌细胞损伤中的作用及可能的机制。研究目的:1.应用高通量细胞膜色谱法观察部分中药单体是否与细胞膜受体稳定结合。2.探讨黄芩苷对衣霉素诱导内质网应激性心肌细胞损伤的影响及机制。研究方法:1.细胞培养采用生物学特性稳定的原代培养法并合理性分组:常规获取SD大鼠新生鼠(0-3Day)心肌细胞,进行原代爬片培养心肌细胞12小时,提供实验用。2.生物亲和色谱技术:细胞膜色谱法观察作用于细胞生物膜的45种中药单体成分与细胞膜受体的结合。采用原代细胞培养法培养适量细胞,经过多种程序逐步溶解细胞得到完整的细胞膜,随后将制备好的细胞膜固定到活性硅胶上,装柱得到稳定活性的细胞膜色谱柱,在流动相为水介质、流速0.2mL/min条件下,DAD检测,经过光电信号转化,出现色谱图,根据出现峰值时间可以判断单体与细胞膜受体结合程度。3.黄芩苷对衣霉素诱导内质网应激性心肌细胞损伤的影响,分组设立对照组、Tm组、Tm+BC组和BC组。MTT法检测心肌细胞存活率,LDH检测细胞损伤程度,TUNEL检测细胞凋亡,Western blot检测CHOP、caspase-3、磷酸化JNK蛋白水平。研究结果:1.利用生物亲和色谱技术细胞膜色谱法从45种中药单体中仅观察到6种中药单体成分能作用于细胞膜受体。它们分别是:黄芩苷、6-姜酚、白屈菜红碱、延胡索乙素、白花前胡甲素和槐定碱。其中中药单体黄芩苷能稳定的与细胞膜受体结合,是6个单体中唯一具有心血管药物效应的中药单体,为此,以它为观察目标药物进行进一步研究。2.Tm能够损伤心肌细胞呈现明显的时间依赖关系。与对照组相比,浓度为100ng/mL衣霉素分别作用于48h、72h、96h时心肌细胞存活率分别是80%、60%、50%,差异显著,有统计学意义(P<0.05),细胞损伤性指标LDH显著增加,分别是38%、57%、60%,差异显著,有统计学意义(P<0.05);同时结合内质网应激伴侣蛋白CHOP的表达及细胞凋亡TUNEL水平变化,提示衣霉素激活了内质网应激并导致了细胞凋亡的发生,100ng/ml、作用72小时为衣霉素内质网应激性凋亡模型的实验条件,成功构建了衣霉素诱导的凋亡细胞模型。3.与Tm组相比,BC预处理组呈现明显的量效关系。细胞存活率在BC预处理不同浓度组中25μmol/L、50μmol/L与100μmol/L分别是65%、80%、85%,提示BC处理能够显著抑制Tm对心肌细胞的损伤,使心肌细胞存活率增加(P<0.05)。加用浓度为25μmol/L、50μmol/L、100μmol/L黄芩苷处理后细胞损伤性指标LDH含量分别是45%、38%、36%,提示BC处理能够显著抑制Tm对心肌细胞的损伤,起到保护细胞的作用;同时,BC预处理不同浓度组呈现明显的抑制Tm诱导心肌细胞凋亡蛋白caspase-3、磷酸化JNK、CHOP的表达(P<0.05),使细胞凋亡的TUNEL水平明显下调(P<0.05),呈现明显的量效关系。结论:1.中药单体黄芩苷可以作用于心肌细胞,并与细胞膜受体结合。2.衣霉素能诱导心肌细胞内质网应激性损伤,导致细胞凋亡;通过加用黄芩苷预处理,可以降低衣霉素介导的心肌细胞内质网应激诱导的心肌细胞损伤,起到保护细胞的功效。