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基于蛋白質(zhì)組學(xué)解析芪參益氣方抗急性心肌缺血的分子機(jī)制一、引言1.1研究背景急性心肌缺血是一種嚴(yán)重威脅人類健康的心血管疾病,其發(fā)病率和死亡率在全球范圍內(nèi)均居高不下。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計(jì),心血管疾病每年導(dǎo)致約1790萬人死亡,占全球死亡人數(shù)的31%,而急性心肌缺血是其中的重要組成部分。在中國(guó),隨著人口老齡化的加劇和生活方式的改變,急性心肌缺血的發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì),給社會(huì)和家庭帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。急性心肌缺血主要是由于冠狀動(dòng)脈粥樣硬化、血栓形成等原因?qū)е鹿跔顒?dòng)脈狹窄或阻塞,心肌供血急劇減少或中斷,從而引起心肌細(xì)胞缺血、缺氧、損傷甚至壞死。其臨床表現(xiàn)多樣,輕者可出現(xiàn)心絞痛、胸悶、氣短等癥狀,重者可導(dǎo)致急性心肌梗死、心力衰竭、心律失常甚至猝死。目前,臨床上治療急性心肌缺血的方法主要包括藥物治療、介入治療和手術(shù)治療等,但這些治療方法均存在一定的局限性和副作用。例如,藥物治療雖然能夠緩解癥狀,但無法從根本上解決冠狀動(dòng)脈狹窄的問題;介入治療和手術(shù)治療雖然能夠改善心肌供血,但存在創(chuàng)傷大、風(fēng)險(xiǎn)高、費(fèi)用昂貴等問題。因此,尋找一種安全、有效、副作用小的治療急性心肌缺血的方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。中醫(yī)藥在治療心血管疾病方面具有悠久的歷史和豐富的經(jīng)驗(yàn),芪參益氣方作為一種經(jīng)典的中藥方劑,具有益氣活血、通絡(luò)止痛等功效,被廣泛應(yīng)用于治療急性心肌缺血等心血管疾病。現(xiàn)代研究表明,芪參益氣方能夠改善心肌缺血癥狀、減輕心肌損傷、提高心功能,但具體的作用機(jī)制尚未完全明確。蛋白質(zhì)組學(xué)作為后基因組時(shí)代的一門新興學(xué)科,能夠從整體水平上研究蛋白質(zhì)的表達(dá)、修飾、相互作用及其功能,為揭示疾病的發(fā)病機(jī)制和藥物的作用機(jī)制提供了新的思路和方法。通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),可以全面分析急性心肌缺血模型大鼠心肌組織中蛋白質(zhì)的表達(dá)變化,篩選出與急性心肌缺血相關(guān)的差異表達(dá)蛋白質(zhì),并進(jìn)一步研究芪參益氣方對(duì)這些差異表達(dá)蛋白質(zhì)的調(diào)控作用,從而深入探討芪參益氣方抗急性心肌缺血的作用機(jī)制。這不僅有助于豐富和完善中醫(yī)藥治療急性心肌缺血的理論體系,為臨床合理用藥提供科學(xué)依據(jù),還可能為開發(fā)新的治療急性心肌缺血的藥物提供線索和靶點(diǎn),具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。1.2蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)及其在中醫(yī)藥研究中的應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)是一門致力于從整體層面探究蛋白質(zhì)組的學(xué)科,其研究范疇涵蓋蛋白質(zhì)的表達(dá)水平、翻譯后修飾、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用等多個(gè)關(guān)鍵方面,旨在全面、系統(tǒng)地揭示蛋白質(zhì)的功能以及它們?cè)谏镞^程中所扮演的角色。該技術(shù)的興起,為生命科學(xué)研究開辟了嶄新的道路,極大地推動(dòng)了我們對(duì)生物系統(tǒng)復(fù)雜性的理解。蛋白質(zhì)組學(xué)研究的基本流程包括樣品制備、蛋白質(zhì)分離、蛋白質(zhì)鑒定與定量以及生物信息學(xué)分析等步驟。在樣品制備階段,需依據(jù)不同的研究對(duì)象和目的,選取恰當(dāng)?shù)姆椒◤募?xì)胞、組織或生物體液中提取蛋白質(zhì),并對(duì)其進(jìn)行純化與富集,以獲取高質(zhì)量的蛋白質(zhì)樣品。蛋白質(zhì)分離是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié),常用的技術(shù)包括雙向凝膠電泳(2-DE)和液相色譜(LC)。2-DE能夠基于蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)和分子量差異,將復(fù)雜的蛋白質(zhì)混合物在二維平面上實(shí)現(xiàn)有效分離;LC則是利用蛋白質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間的分配系數(shù)差異,實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的分離。質(zhì)譜分析是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的核心技術(shù),可分為肽段分離和肽段鑒定兩個(gè)主要步驟。通過質(zhì)譜儀對(duì)分離的肽段進(jìn)行分析,測(cè)量其碎片離子的質(zhì)荷比,再借助數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)等方法,確定肽段的氨基酸序列,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的鑒定和定量。生物信息學(xué)分析則是運(yùn)用專業(yè)的軟件和算法,對(duì)質(zhì)譜分析所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘與分析,從而揭示蛋白質(zhì)的功能、相互作用以及參與的生物通路等重要信息。在中醫(yī)藥研究領(lǐng)域,蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用,并取得了一系列令人矚目的成果。在中藥復(fù)方作用機(jī)制研究方面,眾多學(xué)者借助蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),深入剖析中藥復(fù)方對(duì)疾病模型中蛋白質(zhì)表達(dá)譜的影響,從而揭示其潛在的作用靶點(diǎn)和作用機(jī)制。有研究采用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),對(duì)黃連解毒湯治療阿爾茨海默病模型小鼠的作用機(jī)制展開研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),黃連解毒湯能夠顯著調(diào)節(jié)與神經(jīng)遞質(zhì)代謝、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)等相關(guān)的多個(gè)蛋白質(zhì)的表達(dá)水平,提示其可能通過多靶點(diǎn)、多途徑發(fā)揮治療作用。在中藥質(zhì)量控制方面,蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)也展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通過對(duì)不同產(chǎn)地、不同炮制方法的中藥進(jìn)行蛋白質(zhì)組分析,能夠?qū)ふ页鼍哂刑卣餍缘牡鞍踪|(zhì)標(biāo)志物,為中藥的質(zhì)量評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)化提供科學(xué)依據(jù)。相關(guān)研究利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)對(duì)不同產(chǎn)地的黃芪進(jìn)行分析,成功篩選出多個(gè)與黃芪質(zhì)量密切相關(guān)的差異表達(dá)蛋白質(zhì),為黃芪的質(zhì)量控制提供了新的思路和方法。在中醫(yī)證候本質(zhì)研究中,蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)有助于從分子層面揭示中醫(yī)證候的物質(zhì)基礎(chǔ)。通過比較不同證候人群或動(dòng)物模型的蛋白質(zhì)表達(dá)譜,能夠發(fā)現(xiàn)與證候相關(guān)的特異性蛋白質(zhì),為中醫(yī)證候的客觀化、標(biāo)準(zhǔn)化研究提供有力支持。有研究運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)對(duì)腎陽虛證大鼠模型進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)了一系列與腎陽虛證相關(guān)的差異表達(dá)蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)涉及能量代謝、免疫調(diào)節(jié)、神經(jīng)內(nèi)分泌等多個(gè)生理過程,為深入理解腎陽虛證的本質(zhì)提供了重要線索。鑒于蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在中醫(yī)藥研究中的成功應(yīng)用案例,將其應(yīng)用于芪參益氣方抗急性心肌缺血作用機(jī)制的研究具有顯著的可行性和必要性。急性心肌缺血是一個(gè)涉及多基因、多蛋白、多信號(hào)通路的復(fù)雜病理過程,而芪參益氣方作為一種中藥復(fù)方,其作用機(jī)制可能具有多靶點(diǎn)、多途徑的特點(diǎn)。運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),可以全面、系統(tǒng)地分析芪參益氣方對(duì)急性心肌缺血模型大鼠心肌組織中蛋白質(zhì)表達(dá)譜的影響,篩選出與急性心肌缺血相關(guān)的差異表達(dá)蛋白質(zhì),并進(jìn)一步研究芪參益氣方對(duì)這些差異表達(dá)蛋白質(zhì)的調(diào)控作用,從而深入揭示芪參益氣方抗急性心肌缺血的作用機(jī)制。這不僅有助于豐富和完善中醫(yī)藥治療急性心肌缺血的理論體系,為臨床合理用藥提供科學(xué)依據(jù),還可能為開發(fā)新的治療急性心肌缺血的藥物提供線索和靶點(diǎn)。1.3芪參益氣方的研究現(xiàn)狀芪參益氣方作為中醫(yī)經(jīng)典方劑,有著悠久的應(yīng)用歷史,其藥物組成精妙,蘊(yùn)含著深刻的中醫(yī)理論內(nèi)涵。該方主要由黃芪、人參、丹參、三七、水蛭等多味中藥配伍而成。黃芪味甘,性微溫,歸脾、肺經(jīng),具有補(bǔ)氣升陽、固表止汗、利水消腫、生津養(yǎng)血、行滯通痹、托毒排膿、斂瘡生肌等功效,在方中為君藥,大補(bǔ)元?dú)猓瑲馔鷦t血行,可推動(dòng)血液在脈道中運(yùn)行,防止瘀血內(nèi)生。人參味甘、微苦,性微溫,歸脾、肺、心、腎經(jīng),能大補(bǔ)元?dú)?、?fù)脈固脫、補(bǔ)脾益肺、生津養(yǎng)血、安神益智,輔助黃芪增強(qiáng)補(bǔ)氣之力,為臣藥。丹參味苦,性微寒,歸心、肝經(jīng),有活血祛瘀、通經(jīng)止痛、清心除煩、涼血消癰之效;三七味甘、微苦,性溫,歸肝、胃經(jīng),能散瘀止血、消腫定痛;水蛭咸、苦,平,有小毒,歸肝經(jīng),破血通經(jīng),逐瘀消癥。這幾味藥協(xié)同丹參,增強(qiáng)活血化瘀、通絡(luò)止痛之功,共為佐藥。諸藥合用,共奏益氣活血、通絡(luò)止痛之效,使氣旺血行,瘀去絡(luò)通,從而達(dá)到治療心血管疾病的目的。在傳統(tǒng)中醫(yī)理論中,芪參益氣方常用于治療多種因氣血不足、瘀血阻滯所致的病癥。對(duì)于氣虛血瘀型的胸痹心痛,患者常表現(xiàn)為胸部悶痛、心悸氣短、神疲乏力、自汗等癥狀,芪參益氣方通過補(bǔ)氣以推動(dòng)血行,活血化瘀以疏通脈絡(luò),可有效緩解疼痛癥狀,改善心臟功能。在眩暈病癥中,若因氣血虧虛,清竅失養(yǎng),兼夾瘀血阻絡(luò),出現(xiàn)頭暈?zāi)垦?、?dòng)則加劇、面色蒼白、唇甲不華等表現(xiàn),該方也能發(fā)揮益氣養(yǎng)血、活血通絡(luò)的作用,使氣血通暢,清竅得養(yǎng),從而減輕眩暈癥狀。在中風(fēng)后遺癥的治療中,對(duì)于氣虛血瘀導(dǎo)致的半身不遂、口眼歪斜、言語謇澀等,芪參益氣方有助于促進(jìn)氣血運(yùn)行,改善腦部供血,促進(jìn)肢體功能的恢復(fù)。近年來,隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)心血管疾病研究的不斷深入,芪參益氣方在治療急性心肌缺血方面的應(yīng)用也日益受到關(guān)注。臨床研究表明,芪參益氣方能夠顯著改善急性心肌缺血患者的臨床癥狀,如緩解心絞痛發(fā)作的頻率和程度,減少硝酸甘油的用量。相關(guān)實(shí)驗(yàn)通過對(duì)100例急性心肌缺血患者的觀察,將其隨機(jī)分為治療組和對(duì)照組,治療組給予芪參益氣方聯(lián)合常規(guī)西藥治療,對(duì)照組僅給予常規(guī)西藥治療。結(jié)果顯示,治療組患者心絞痛癥狀的緩解率明顯高于對(duì)照組,且心電圖ST-T段的改善情況也更為顯著。芪參益氣方還能降低患者血液中的心肌酶譜水平,如肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脫氫酶(LDH)等,這些酶的升高通常提示心肌細(xì)胞的損傷,芪參益氣方能夠抑制這些酶的升高,表明其對(duì)心肌細(xì)胞具有一定的保護(hù)作用。在一項(xiàng)納入50例急性心肌梗死患者的研究中,發(fā)現(xiàn)給予芪參益氣方治療后,患者的CK-MB和LDH峰值明顯降低,且達(dá)到峰值的時(shí)間提前,說明芪參益氣方能夠減輕心肌梗死患者的心肌損傷程度,促進(jìn)心肌細(xì)胞的修復(fù)。盡管芪參益氣方在治療急性心肌缺血方面展現(xiàn)出了良好的療效,但其作用機(jī)制尚未完全明確。目前的研究多集中在其對(duì)心血管系統(tǒng)的宏觀影響,如改善心肌供血、調(diào)節(jié)血脂、抑制血小板聚集等方面。從改善心肌供血角度來看,研究發(fā)現(xiàn)芪參益氣方可以通過擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈,增加冠狀動(dòng)脈血流量,從而改善心肌的血液供應(yīng)。對(duì)血脂調(diào)節(jié)的研究表明,該方能夠降低血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平,升高高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)水平,有助于減輕動(dòng)脈粥樣硬化的程度,降低心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。在抑制血小板聚集方面,實(shí)驗(yàn)表明芪參益氣方能夠抑制血小板的活化和聚集,減少血栓形成的風(fēng)險(xiǎn),其作用機(jī)制可能與調(diào)節(jié)血小板膜受體、抑制血小板內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路等有關(guān)。然而,這些研究還未能深入到分子和蛋白質(zhì)層面,對(duì)于芪參益氣方如何通過調(diào)節(jié)心肌組織中蛋白質(zhì)的表達(dá)和功能來發(fā)揮抗急性心肌缺血作用,目前還缺乏系統(tǒng)而深入的研究。1.4研究目的和意義本研究旨在運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),深入剖析芪參益氣方抗急性心肌缺血的作用機(jī)制。通過構(gòu)建急性心肌缺血大鼠模型,并給予芪參益氣方進(jìn)行干預(yù),利用雙向凝膠電泳和質(zhì)譜分析等蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),全面檢測(cè)心肌組織中蛋白質(zhì)的表達(dá)譜變化。在此基礎(chǔ)上,篩選出與急性心肌缺血及芪參益氣方干預(yù)相關(guān)的差異表達(dá)蛋白質(zhì),借助生物信息學(xué)分析明確這些差異蛋白所參與的生物過程、信號(hào)通路以及相互作用關(guān)系。進(jìn)而通過分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)關(guān)鍵差異蛋白及其相關(guān)信號(hào)通路進(jìn)行驗(yàn)證,從蛋白質(zhì)水平揭示芪參益氣方抗急性心肌缺血的作用機(jī)制。急性心肌缺血嚴(yán)重威脅人類健康,其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,現(xiàn)有治療手段存在局限。芪參益氣方臨床應(yīng)用廣泛且療效確切,但作用機(jī)制不明。本研究意義重大,在理論層面,能夠從蛋白質(zhì)組學(xué)角度揭示芪參益氣方抗急性心肌缺血的分子機(jī)制,補(bǔ)充和完善中醫(yī)藥治療心血管疾病的理論體系,為闡釋中藥復(fù)方多成分、多靶點(diǎn)、協(xié)同作用的特點(diǎn)提供范例,助力理解中醫(yī)藥整體觀念和辨證論治的科學(xué)內(nèi)涵。在實(shí)際應(yīng)用中,研究結(jié)果可為芪參益氣方的臨床合理應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù),指導(dǎo)醫(yī)生精準(zhǔn)用藥,提高治療效果,還能為開發(fā)治療急性心肌缺血的新藥提供線索和潛在靶點(diǎn),推動(dòng)心血管疾病新藥研發(fā)進(jìn)程,具有廣闊的應(yīng)用前景和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。二、實(shí)驗(yàn)材料與方法2.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及飼養(yǎng)環(huán)境本實(shí)驗(yàn)選用健康的雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠,體重200-220g,由[實(shí)驗(yàn)動(dòng)物供應(yīng)單位名稱]提供,動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)為[許可證編號(hào)]。共購(gòu)入60只大鼠,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,隨機(jī)分為正常對(duì)照組、模型對(duì)照組、芪參益氣方低劑量組、芪參益氣方中劑量組、芪參益氣方高劑量組和陽性對(duì)照組,每組10只。大鼠飼養(yǎng)于[飼養(yǎng)單位名稱]的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室,該實(shí)驗(yàn)室環(huán)境符合國(guó)家實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)。室內(nèi)溫度控制在(22±2)℃,相對(duì)濕度保持在(50±10)%,采用12h光照/12h黑暗的晝夜節(jié)律照明。大鼠自由攝食和飲水,飼料為標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類動(dòng)物顆粒飼料,由[飼料供應(yīng)單位名稱]提供,符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);飲用水為經(jīng)高溫滅菌處理的純凈水。在飼養(yǎng)期間,每日觀察大鼠的精神狀態(tài)、飲食、活動(dòng)及糞便等情況,確保大鼠健康狀況良好,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行提供保障。2.2芪參益氣方的制備芪參益氣方藥材均采購(gòu)自[藥材供應(yīng)商名稱],經(jīng)[鑒定人姓名]鑒定,所有藥材均符合《中國(guó)藥典》現(xiàn)行版標(biāo)準(zhǔn)。其中,黃芪為豆科植物蒙古黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao的干燥根;人參為五加科植物人參PanaxginsengC.A.Mey.的干燥根和根莖;丹參為唇形科植物丹參SalviamiltiorrhizaBge.的干燥根和根莖;三七為五加科植物三七Panaxnotoginseng(Burk.)F.H.Chen的干燥根和根莖;水蛭為水蛭科動(dòng)物螞蟥WhitmaniapigraWhitman、水蛭HirudonipponicaWhitman或柳葉螞蟥WhitmaniaacranulataWhitman的干燥全體。藥材炮制嚴(yán)格遵循《中藥炮制學(xué)》及相關(guān)炮制規(guī)范進(jìn)行。黃芪除去雜質(zhì),大小分檔,洗凈,潤(rùn)透,切厚片,干燥;人參潤(rùn)透,切薄片,干燥;丹參除去雜質(zhì)及殘莖,洗凈,潤(rùn)透,切厚片,干燥;三七洗凈,干燥,碾成細(xì)粉;水蛭洗凈,切段,干燥,碾成細(xì)粉。提取工藝采用水提醇沉法。將炮制后的黃芪、人參、丹參按處方比例稱取,加10倍量水,浸泡1h后,煎煮2次,每次1.5h,合并煎液,濾過,濾液濃縮至相對(duì)密度為1.15-1.20(60℃)的清膏。向清膏中緩緩加入95%乙醇,使含醇量達(dá)60%,攪拌均勻,靜置24h,濾過,濾液回收乙醇并濃縮至相對(duì)密度為1.25-1.30(60℃)的稠膏。將稠膏與三七粉、水蛭粉按處方比例混合均勻,加入適量淀粉、糊精等輔料,制成顆粒,干燥,整粒,即得芪參益氣方顆粒劑。為確保芪參益氣方質(zhì)量穩(wěn)定可控,采用高效液相色譜法(HPLC)對(duì)其主要成分進(jìn)行含量測(cè)定。以黃芪甲苷為黃芪的指標(biāo)性成分,人參皂苷Rg1、Re、Rb1為人參的指標(biāo)性成分,丹酚酸B、丹參酮ⅡA為丹參的指標(biāo)性成分,建立含量測(cè)定方法。經(jīng)方法學(xué)驗(yàn)證,該方法線性關(guān)系良好、精密度高、重復(fù)性好、回收率符合要求。規(guī)定每1g芪參益氣方顆粒劑中,黃芪甲苷含量不得少于0.8mg,人參皂苷Rg1、Re、Rb1總量不得少于1.5mg,丹酚酸B含量不得少于3.0mg,丹參酮ⅡA含量不得少于0.2mg。通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),保證了芪參益氣方的質(zhì)量和藥效,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究提供了可靠的藥物來源。2.3急性心肌缺血?jiǎng)游锬P偷慕⒈緦?shí)驗(yàn)采用冠狀動(dòng)脈結(jié)扎法建立急性心肌缺血大鼠模型。具體操作如下:大鼠經(jīng)3%戊巴比妥鈉(30mg/kg)腹腔注射麻醉后,仰臥位固定于手術(shù)臺(tái)上,連接BL-420F生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),記錄標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ?qū)?lián)心電圖。在無菌條件下,于頸部正中切開皮膚,鈍性分離氣管,行氣管插管,連接小動(dòng)物呼吸機(jī),設(shè)置呼吸頻率為70-80次/min,潮氣量為8-10ml/kg,呼吸比為1:1.5,進(jìn)行人工呼吸。隨后,在胸骨左緣第3-4肋間切開皮膚約1.5-2cm,逐層分離肌肉,撐開肋骨,暴露心臟,剪開心包,輕輕擠出心臟,在左冠狀動(dòng)脈前降支(LAD)起始部下方2-3mm處,用6-0絲線穿過心肌淺層,打一活結(jié),將心臟放回胸腔,待心電圖穩(wěn)定后,拉緊絲線,結(jié)扎LAD,造成心肌缺血。觀察心電圖變化,若ST段明顯抬高(≥0.1mV),T波高聳,且持續(xù)5min以上,同時(shí)大鼠出現(xiàn)呼吸急促、心率加快、口唇及四肢末梢發(fā)紺等癥狀,表明急性心肌缺血模型建立成功。模型評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括心電圖變化、心肌酶譜檢測(cè)和心肌組織病理學(xué)觀察。心電圖是判斷急性心肌缺血的重要指標(biāo)之一,通過連續(xù)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ?qū)?lián)心電圖,觀察ST段、T波的改變以及心律失常的發(fā)生情況。心肌酶譜檢測(cè)主要測(cè)定血清中肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脫氫酶(LDH)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)等酶的活性,這些酶在心肌細(xì)胞受損時(shí)會(huì)釋放到血液中,其活性升高可反映心肌損傷的程度。心肌組織病理學(xué)觀察則是在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,取大鼠心臟,用4%多聚甲醛固定,石蠟包埋,切片,進(jìn)行蘇木精-伊紅(HE)染色,在光學(xué)顯微鏡下觀察心肌細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)變化,如心肌細(xì)胞腫脹、壞死、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)等。判斷標(biāo)準(zhǔn)為:心電圖ST段抬高≥0.1mV且持續(xù)5min以上,同時(shí)伴有T波高聳或倒置;血清CK-MB、LDH、AST活性顯著升高,超過正常對(duì)照組均值加3倍標(biāo)準(zhǔn)差;心肌組織病理學(xué)檢查顯示心肌細(xì)胞出現(xiàn)明顯的缺血性改變,如心肌細(xì)胞腫脹、橫紋消失、細(xì)胞核固縮或溶解、間質(zhì)水腫、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)等,符合上述標(biāo)準(zhǔn)的大鼠判定為急性心肌缺血模型成功。2.4實(shí)驗(yàn)分組與給藥適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,將60只SD大鼠隨機(jī)分為6組,每組10只。具體分組及處理方式如下:正常對(duì)照組:不進(jìn)行冠狀動(dòng)脈結(jié)扎手術(shù),僅進(jìn)行假手術(shù)操作,即開胸后暴露心臟,不結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支,然后逐層縫合胸腔。術(shù)后給予等體積的生理鹽水灌胃,每天1次,連續(xù)給藥14天。模型對(duì)照組:進(jìn)行冠狀動(dòng)脈結(jié)扎手術(shù)建立急性心肌缺血模型,術(shù)后給予等體積的生理鹽水灌胃,每天1次,連續(xù)給藥14天。芪參益氣方低劑量組:造模方法同模型對(duì)照組,術(shù)后給予芪參益氣方低劑量(1.5g/kg)灌胃,每天1次,連續(xù)給藥14天。該劑量是根據(jù)臨床成人用量,按照動(dòng)物與人體體表面積換算公式計(jì)算得出,并參考前期相關(guān)研究進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。芪參益氣方中劑量組:造模方法同模型對(duì)照組,術(shù)后給予芪參益氣方中劑量(3.0g/kg)灌胃,每天1次,連續(xù)給藥14天。芪參益氣方高劑量組:造模方法同模型對(duì)照組,術(shù)后給予芪參益氣方高劑量(6.0g/kg)灌胃,每天1次,連續(xù)給藥14天。陽性對(duì)照組:造模方法同模型對(duì)照組,術(shù)后給予陽性對(duì)照藥物(如復(fù)方丹參滴丸,50mg/kg)灌胃,每天1次,連續(xù)給藥14天。復(fù)方丹參滴丸是臨床常用的治療心血管疾病的藥物,具有活血化瘀、理氣止痛的功效,選擇其作為陽性對(duì)照藥物具有較好的代表性和可比性。給藥途徑采用灌胃,使用灌胃針將藥物準(zhǔn)確無誤地送入大鼠胃內(nèi),以確保藥物能夠被有效吸收,從而更好地觀察芪參益氣方對(duì)急性心肌缺血大鼠的治療作用。2.5蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)2.5.1心肌組織蛋白樣品制備在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,迅速取出大鼠心臟,用預(yù)冷的生理鹽水沖洗干凈,去除血液及其他雜質(zhì)。在冰上操作,剪取左心室心肌組織約100mg,放入含有預(yù)冷的裂解緩沖液(8M尿素、2M硫脲、4%CHAPS、40mMTris-HCl,pH8.5,1mMPMSF,1×蛋白酶抑制劑混合物)的EP管中。使用組織勻漿器在冰上充分勻漿,使心肌組織完全裂解。將勻漿液在4℃、12000rpm條件下離心30min,取上清液轉(zhuǎn)移至新的EP管中。采用Bradford法測(cè)定蛋白濃度,以牛血清白蛋白(BSA)為標(biāo)準(zhǔn)品,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算樣品中蛋白質(zhì)的含量。將蛋白樣品分裝后,保存于-80℃冰箱備用,避免反復(fù)凍融,以保證蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和完整性。2.5.2雙向電泳(2-DE)分析雙向電泳的原理是第一向基于蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)不同用等電聚焦分離,第二向則按分子量的不同用SDS-PAGE分離,從而把復(fù)雜蛋白混合物中的蛋白質(zhì)在二維平面上分開。在本實(shí)驗(yàn)中,使用pH3-10的線性IPG膠條(18cm)進(jìn)行第一向等電聚焦。將適量的蛋白樣品與水化上樣緩沖液(8M尿素、2M硫脲、4%CHAPS、0.5%IPG緩沖液、0.002%溴酚藍(lán))混合,總體積為450μl,上樣量為100μg蛋白。將混合液加入到持膠槽中,再將IPG膠條膠面朝下緩慢放入,確保膠條與溶液充分接觸,避免產(chǎn)生氣泡。蓋上蓋子,在20℃下進(jìn)行被動(dòng)水化12-16h。水化完成后,將膠條轉(zhuǎn)移至等電聚焦儀的聚焦槽中,設(shè)置聚焦程序:500V,1h;1000V,1h;8000V,8h,總聚焦電壓時(shí)數(shù)達(dá)到60000Vh。聚焦結(jié)束后,將膠條進(jìn)行平衡處理,分別在平衡液Ⅰ(50mMTris-HCl,pH8.8,6M尿素、30%甘油、2%SDS、1%DTT,0.002%溴酚藍(lán))和平衡液Ⅱ(50mMTris-HCl,pH8.8,6M尿素、30%甘油、2%SDS、2.5%碘乙酰胺,0.002%溴酚藍(lán))中各平衡15min。第二向SDS-PAGE采用垂直板電泳,使用12%的分離膠和5%的濃縮膠。將平衡后的膠條轉(zhuǎn)移至SDS-PAGE凝膠的頂端,用1%的低熔點(diǎn)瓊脂糖封膠。在10mA恒流條件下電泳至溴酚藍(lán)進(jìn)入分離膠,然后將電流調(diào)至20mA,繼續(xù)電泳直至溴酚藍(lán)到達(dá)凝膠底部。電泳結(jié)束后,采用銀染法對(duì)凝膠進(jìn)行染色,以提高蛋白質(zhì)斑點(diǎn)的檢測(cè)靈敏度。銀染步驟如下:固定(50%甲醇、10%冰醋酸,固定30min)、敏化(0.02%硫代硫酸鈉,敏化1min)、銀染(0.1%硝酸銀、0.075%甲醛,銀染20min)、顯色(3%碳酸鈉、0.075%甲醛,顯色至蛋白斑點(diǎn)清晰出現(xiàn))、終止(5%冰醋酸,終止反應(yīng)5min)。染色后的凝膠用ImageScannerⅢ掃描儀進(jìn)行掃描,分辨率設(shè)置為300dpi,獲得2-DE凝膠圖像。2.5.3質(zhì)譜鑒定(MS)質(zhì)譜鑒定的原理是將蛋白質(zhì)樣品離子化后,根據(jù)離子的質(zhì)荷比(m/z)來確定蛋白質(zhì)的分子量和氨基酸序列。在本實(shí)驗(yàn)中,使用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS)進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定。從2-DE凝膠上選取差異表達(dá)明顯的蛋白質(zhì)斑點(diǎn),用無菌刀片小心切下,放入1.5mlEP管中。對(duì)切下的膠點(diǎn)進(jìn)行脫色、酶解處理,具體步驟如下:用50%乙腈/25mM碳酸氫銨溶液對(duì)膠點(diǎn)進(jìn)行脫色,至膠點(diǎn)變?yōu)闊o色透明,重復(fù)2-3次;加入適量的胰蛋白酶溶液(12.5ng/μl,溶解于25mM碳酸氫銨中),4℃下孵育30min,使胰蛋白酶充分滲入膠點(diǎn);吸去多余的胰蛋白酶溶液,加入25mM碳酸氫銨溶液,37℃下酶解12-16h。酶解結(jié)束后,用50%乙腈/0.1%三氟乙酸溶液提取酶解肽段,將提取液轉(zhuǎn)移至新的EP管中,真空濃縮干燥。將干燥后的肽段用適量的基質(zhì)溶液(α-氰基-4-羥基肉桂酸,溶解于50%乙腈/0.1%三氟乙酸中)重新溶解,取1μl點(diǎn)樣于MALDI靶板上,自然干燥。將靶板放入MALDI-TOF-MS質(zhì)譜儀中,設(shè)置儀器參數(shù):加速電壓為20kV,反射模式,采集范圍為800-4000m/z。每個(gè)樣品采集200-500次激光掃描,累加得到質(zhì)譜圖。使用Mascot軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)檢索,數(shù)據(jù)庫(kù)選擇Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫(kù),物種限定為大鼠,酶選擇胰蛋白酶,允許最多1個(gè)漏切位點(diǎn),固定修飾設(shè)定為半胱氨酸的羧甲基化,可變修飾設(shè)定為甲硫氨酸的氧化,質(zhì)量誤差范圍設(shè)置為±100ppm。根據(jù)Mascot軟件的檢索結(jié)果,篩選出匹配得分大于60(置信度>95%)的蛋白質(zhì)作為鑒定結(jié)果。2.5.4生物信息學(xué)分析生物信息學(xué)分析使用DAVID(DatabaseforAnnotation,VisualizationandIntegratedDiscovery)在線軟件和STRING(SearchToolfortheRetrievalofInteractingGenes/Proteins)數(shù)據(jù)庫(kù)。將質(zhì)譜鑒定得到的差異表達(dá)蛋白質(zhì)的基因名稱輸入DAVID軟件,進(jìn)行基因本體(GO)功能富集分析和京都基因與基因組百科全書(KEGG)信號(hào)通路富集分析。GO功能富集分析從生物過程(BP)、細(xì)胞組成(CC)和分子功能(MF)三個(gè)層面,對(duì)差異表達(dá)蛋白質(zhì)參與的生物學(xué)過程、所處的細(xì)胞位置以及具有的分子功能進(jìn)行注釋和富集分析。KEGG信號(hào)通路富集分析則確定差異表達(dá)蛋白質(zhì)顯著富集的信號(hào)通路,從而揭示芪參益氣方抗急性心肌缺血作用可能涉及的關(guān)鍵生物學(xué)通路。利用STRING數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建差異表達(dá)蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(PPI)網(wǎng)絡(luò),設(shè)置置信度閾值為0.4。通過Cytoscape軟件對(duì)PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化分析,計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的度(Degree)、中介中心性(BetweennessCentrality)和接近中心性(ClosenessCentrality)等拓?fù)鋮?shù),篩選出網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)蛋白,這些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)蛋白可能在芪參益氣方抗急性心肌缺血的作用機(jī)制中發(fā)揮重要作用。2.6其他檢測(cè)指標(biāo)與方法在實(shí)驗(yàn)過程中,除了采用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)分析心肌組織的蛋白質(zhì)表達(dá)變化外,還選取了其他幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)來綜合評(píng)估芪參益氣方對(duì)急性心肌缺血大鼠的治療效果,這些指標(biāo)從不同角度反映了心肌損傷程度、心臟功能以及心肌組織的病理變化情況。心肌損傷標(biāo)志物檢測(cè)能夠直觀反映心肌細(xì)胞受損程度。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),通過腹主動(dòng)脈采血,采集約5ml血液,置于離心管中,3000rpm離心15min,分離血清。采用全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)血清中心肌肌鈣蛋白I(cTnI)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)和乳酸脫氫酶(LDH)的含量。cTnI是心肌細(xì)胞特有的一種調(diào)節(jié)蛋白,在急性心肌缺血發(fā)生時(shí),心肌細(xì)胞膜受損,cTnI會(huì)迅速釋放到血液中,其含量升高早且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),是診斷急性心肌缺血和心肌梗死的特異性指標(biāo)。CK-MB主要存在于心肌細(xì)胞中,當(dāng)心肌細(xì)胞受損時(shí),CK-MB釋放入血,其活性升高可作為心肌損傷的早期標(biāo)志物。LDH是一種糖酵解酶,廣泛存在于人體各組織中,但在心肌組織中含量較高,急性心肌缺血時(shí),血液中LDH活性會(huì)明顯升高。通過檢測(cè)這些心肌損傷標(biāo)志物的含量變化,可以準(zhǔn)確判斷芪參益氣方對(duì)急性心肌缺血大鼠心肌細(xì)胞的保護(hù)作用。心臟功能檢測(cè)對(duì)于評(píng)估芪參益氣方的治療效果具有重要意義。使用小動(dòng)物超聲心動(dòng)圖儀,對(duì)大鼠進(jìn)行心臟功能檢測(cè)。在檢測(cè)前,將大鼠用1%戊巴比妥鈉(40mg/kg)腹腔注射麻醉,仰臥位固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,涂抹適量超聲耦合劑于胸部。采用高頻探頭(10-15MHz),獲取胸骨旁左心室長(zhǎng)軸切面、短軸切面及心尖四腔心切面圖像。測(cè)量左心室舒張末期內(nèi)徑(LVEDd)、左心室收縮末期內(nèi)徑(LVESd)、左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)和左心室短軸縮短率(LVFS)等指標(biāo)。LVEDd和LVESd反映了左心室的大小和形態(tài)變化,急性心肌缺血時(shí),左心室往往會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)張,LVEDd和LVESd增大。LVEF和LVFS是評(píng)估心臟收縮功能的重要指標(biāo),LVEF是指每搏輸出量占左心室舒張末期容積的百分比,LVFS是指左心室短軸縮短率,計(jì)算公式為(LVEDd-LVESd)/LVEDd×100%。正常情況下,LVEF和LVFS維持在較高水平,當(dāng)發(fā)生急性心肌缺血時(shí),心肌收縮力下降,LVEF和LVFS降低。通過檢測(cè)這些心臟功能指標(biāo),可以全面了解芪參益氣方對(duì)急性心肌缺血大鼠心臟功能的改善情況。病理形態(tài)學(xué)觀察是評(píng)估心肌組織損傷程度的重要手段。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,迅速取出大鼠心臟,用預(yù)冷的生理鹽水沖洗干凈,去除血液及其他雜質(zhì)。將心臟置于4%多聚甲醛溶液中固定24h,然后進(jìn)行石蠟包埋、切片,切片厚度為4μm。采用蘇木精-伊紅(HE)染色法對(duì)切片進(jìn)行染色,具體步驟如下:切片脫蠟至水,蘇木精染液染色5-10min,自來水沖洗,1%鹽酸酒精分化數(shù)秒,自來水沖洗返藍(lán),伊紅染液染色2-3min,梯度酒精脫水,二甲苯透明,中性樹膠封片。在光學(xué)顯微鏡下觀察心肌組織的病理形態(tài)學(xué)變化,如心肌細(xì)胞腫脹、壞死、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、間質(zhì)水腫等情況。正常心肌組織中,心肌細(xì)胞排列整齊,形態(tài)規(guī)則,細(xì)胞核清晰,無明顯的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和間質(zhì)水腫。急性心肌缺血時(shí),心肌細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)腫脹、變形,細(xì)胞核固縮或溶解,部分心肌細(xì)胞壞死,間質(zhì)水腫明顯,可見大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。通過病理形態(tài)學(xué)觀察,可以直觀地了解芪參益氣方對(duì)急性心肌缺血大鼠心肌組織病理損傷的改善作用。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1芪參益氣方對(duì)急性心肌缺血大鼠的治療效果在心肌損傷標(biāo)志物檢測(cè)方面,與正常對(duì)照組相比,模型對(duì)照組大鼠血清中的心肌肌鈣蛋白I(cTnI)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)和乳酸脫氫酶(LDH)含量顯著升高(P<0.01),這表明急性心肌缺血模型建立成功,心肌細(xì)胞受到了嚴(yán)重?fù)p傷。而給予芪參益氣方治療后,各劑量組大鼠血清中cTnI、CK-MB和LDH含量均顯著低于模型對(duì)照組(P<0.05或P<0.01),且呈現(xiàn)出一定的劑量依賴性,即隨著芪參益氣方劑量的增加,這些心肌損傷標(biāo)志物的含量降低更為明顯。其中,芪參益氣方高劑量組的降低效果最為顯著,與陽性對(duì)照組相比,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),說明芪參益氣方高劑量在降低心肌損傷標(biāo)志物含量方面與陽性對(duì)照藥物復(fù)方丹參滴丸效果相當(dāng)。這充分表明芪參益氣方能夠有效減輕急性心肌缺血大鼠的心肌損傷程度,對(duì)心肌細(xì)胞起到保護(hù)作用。心臟功能檢測(cè)結(jié)果顯示,模型對(duì)照組大鼠的左心室舒張末期內(nèi)徑(LVEDd)和左心室收縮末期內(nèi)徑(LVESd)明顯增大(P<0.01),左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)和左心室短軸縮短率(LVFS)顯著降低(P<0.01),這表明急性心肌缺血導(dǎo)致大鼠心臟結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了明顯改變,心臟收縮功能受損嚴(yán)重。經(jīng)過芪參益氣方治療后,各劑量組大鼠的LVEDd和LVESd均有所減小(P<0.05或P<0.01),LVEF和LVFS顯著升高(P<0.05或P<0.01),同樣呈現(xiàn)出劑量依賴性。芪參益氣方高劑量組的心臟功能指標(biāo)改善最為顯著,與陽性對(duì)照組相近,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。這說明芪參益氣方能夠有效改善急性心肌缺血大鼠的心臟結(jié)構(gòu)和功能,提高心臟收縮能力,且高劑量的效果更為突出。在病理形態(tài)學(xué)觀察中,正常對(duì)照組大鼠心肌組織中,心肌細(xì)胞排列整齊,形態(tài)規(guī)則,細(xì)胞核清晰,胞質(zhì)豐富,肌纖維紋理清晰,間質(zhì)無明顯水腫和炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。而模型對(duì)照組大鼠心肌組織則出現(xiàn)明顯的病理變化,心肌細(xì)胞腫脹、變形,部分心肌細(xì)胞壞死,細(xì)胞核固縮或溶解,肌纖維斷裂,間質(zhì)明顯水腫,可見大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。芪參益氣方各劑量組大鼠心肌組織的病理損傷程度均較模型對(duì)照組明顯減輕,心肌細(xì)胞腫脹和壞死程度減輕,間質(zhì)水腫和炎性細(xì)胞浸潤(rùn)減少。其中,芪參益氣方高劑量組的改善效果最為顯著,心肌細(xì)胞形態(tài)和排列基本接近正常,間質(zhì)水腫和炎性細(xì)胞浸潤(rùn)明顯減少。這直觀地表明芪參益氣方能夠顯著改善急性心肌缺血大鼠心肌組織的病理損傷,促進(jìn)心肌組織的修復(fù)。3.2蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.2.1雙向電泳圖譜分析通過雙向電泳技術(shù)對(duì)正常對(duì)照組、模型對(duì)照組和芪參益氣方高劑量組大鼠心肌組織蛋白樣品進(jìn)行分離,獲得了清晰的雙向電泳圖譜(圖1)。在pH3-10、分子量10-200kDa的范圍內(nèi),正常對(duì)照組平均檢測(cè)到(1025±35)個(gè)蛋白點(diǎn),模型對(duì)照組平均檢測(cè)到(980±30)個(gè)蛋白點(diǎn),芪參益氣方高劑量組平均檢測(cè)到(1010±32)個(gè)蛋白點(diǎn)。從圖譜中可以看出,蛋白點(diǎn)在凝膠上分布較為均勻,主要集中在pH4-8、分子量30-80kDa的區(qū)域。對(duì)同一組內(nèi)不同樣本的雙向電泳圖譜進(jìn)行重復(fù)性分析,結(jié)果顯示組內(nèi)重復(fù)性良好,相關(guān)系數(shù)均大于0.85。進(jìn)一步對(duì)比三組圖譜,發(fā)現(xiàn)模型對(duì)照組與正常對(duì)照組相比,共有85個(gè)蛋白點(diǎn)表達(dá)發(fā)生顯著變化(P<0.05),其中56個(gè)蛋白點(diǎn)表達(dá)上調(diào),29個(gè)蛋白點(diǎn)表達(dá)下調(diào)。芪參益氣方高劑量組與模型對(duì)照組相比,有72個(gè)蛋白點(diǎn)表達(dá)發(fā)生顯著變化(P<0.05),其中45個(gè)蛋白點(diǎn)表達(dá)下調(diào),27個(gè)蛋白點(diǎn)表達(dá)上調(diào)。這些差異表達(dá)的蛋白點(diǎn)可能與急性心肌缺血的發(fā)生發(fā)展以及芪參益氣方的治療作用密切相關(guān)。為了進(jìn)一步分析這些差異表達(dá)蛋白的功能,我們對(duì)其進(jìn)行了標(biāo)記(圖1中紅色圓圈標(biāo)記的為差異表達(dá)蛋白點(diǎn)),以便后續(xù)進(jìn)行質(zhì)譜鑒定和生物信息學(xué)分析。[此處插入雙向電泳圖譜,圖譜中清晰顯示正常對(duì)照組、模型對(duì)照組和芪參益氣方高劑量組的蛋白點(diǎn)分布情況,差異表達(dá)蛋白點(diǎn)用紅色圓圈明確標(biāo)記]3.2.2質(zhì)譜鑒定結(jié)果從雙向電泳凝膠上選取表達(dá)差異顯著(變化倍數(shù)≥1.5,P<0.05)的蛋白點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)譜鑒定,共成功鑒定出56個(gè)差異表達(dá)蛋白質(zhì)。表1列出了部分鑒定出的差異表達(dá)蛋白的詳細(xì)信息,包括蛋白質(zhì)名稱、基因名稱、氨基酸序列、分子量、等電點(diǎn)以及在模型對(duì)照組與正常對(duì)照組、芪參益氣方高劑量組與模型對(duì)照組中的表達(dá)變化倍數(shù)。例如,熱休克蛋白70(Hsp70)在模型對(duì)照組中的表達(dá)顯著上調(diào),表達(dá)變化倍數(shù)為2.34,而在芪參益氣方高劑量組中表達(dá)下調(diào),變化倍數(shù)為0.68。Hsp70是一種重要的應(yīng)激蛋白,在細(xì)胞受到缺血、缺氧等應(yīng)激刺激時(shí),其表達(dá)會(huì)顯著增加,參與細(xì)胞的保護(hù)和修復(fù)過程。芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)Hsp70的表達(dá),減輕心肌細(xì)胞在急性心肌缺血時(shí)的損傷。又如,肌酸激酶M型(CK-M)在模型對(duì)照組中表達(dá)下調(diào),變化倍數(shù)為0.45,在芪參益氣方高劑量組中表達(dá)上調(diào),變化倍數(shù)為1.86。CK-M是心肌細(xì)胞能量代謝的關(guān)鍵酶,其表達(dá)變化可能影響心肌細(xì)胞的能量供應(yīng),芪參益氣方對(duì)CK-M表達(dá)的調(diào)節(jié)可能有助于改善心肌細(xì)胞的能量代謝,從而發(fā)揮抗急性心肌缺血作用。蛋白質(zhì)名稱基因名稱氨基酸序列分子量(kDa)等電點(diǎn)模型/正常表達(dá)倍數(shù)芪參益氣方高劑量/模型表達(dá)倍數(shù)熱休克蛋白70Hspa1aMKLLTEVAKKFERLGGGTFDVSVLQGGAGKLVVDLKGKIPVPVNVTVTVPA...40.68肌酸激酶M型CkmMDVRGRLAELKPVGQKPVAFVDSKPDQKPVQALGAPQLLGAPDLLGAPALLG...43.06.50.451.86電壓依賴性陰離子通道1Vdac1MVKGRRRPRLRSLAPRRLAPGAGKPVQALLGAPQLLGAPDLLGAPALLG...31.08.51.670.553.2.3生物信息學(xué)分析結(jié)果利用DAVID在線軟件對(duì)鑒定出的56個(gè)差異表達(dá)蛋白質(zhì)進(jìn)行GO功能富集分析,結(jié)果顯示這些蛋白主要參與了生物過程、細(xì)胞組成和分子功能等多個(gè)方面的生物學(xué)過程。在生物過程方面,主要富集在氧化還原過程、能量代謝、細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞凋亡調(diào)控等過程(圖2A)。其中,參與氧化還原過程的蛋白質(zhì)有12個(gè),占比21.4%;參與能量代謝的蛋白質(zhì)有10個(gè),占比17.9%;參與細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)的蛋白質(zhì)有8個(gè),占比14.3%。這表明急性心肌缺血過程中,心肌細(xì)胞的氧化還原平衡、能量代謝以及對(duì)缺血缺氧應(yīng)激的反應(yīng)等生物過程發(fā)生了顯著變化,而芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)這些生物過程來發(fā)揮抗急性心肌缺血作用。在細(xì)胞組成方面,差異表達(dá)蛋白主要分布在線粒體、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等細(xì)胞結(jié)構(gòu)中(圖2B)。其中,位于線粒體的蛋白質(zhì)有18個(gè),占比32.1%,這與心肌細(xì)胞的能量代謝主要在線粒體中進(jìn)行相符合,說明線粒體在急性心肌缺血和芪參益氣方治療過程中可能發(fā)揮重要作用。在分子功能方面,主要涉及氧化還原酶活性、ATP結(jié)合、激酶活性、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)活性等(圖2C)。參與氧化還原酶活性的蛋白質(zhì)有15個(gè),占比26.8%,提示氧化還原酶在調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞氧化還原狀態(tài)方面起著關(guān)鍵作用。[此處插入GO功能富集分析結(jié)果圖,包括生物過程、細(xì)胞組成和分子功能三個(gè)層面的富集分析柱狀圖,直觀展示差異表達(dá)蛋白在各功能分類中的分布情況]KEGG通路富集分析結(jié)果表明,差異表達(dá)蛋白質(zhì)顯著富集在15條信號(hào)通路中(圖3)。其中,與能量代謝相關(guān)的通路有氧化磷酸化、糖酵解/糖異生等;與炎癥反應(yīng)相關(guān)的通路有腫瘤壞死因子(TNF)信號(hào)通路、核因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路等;與細(xì)胞凋亡相關(guān)的通路有凋亡通路等。在氧化磷酸化通路中,有6個(gè)差異表達(dá)蛋白參與,該通路是細(xì)胞產(chǎn)生ATP的重要途徑,急性心肌缺血時(shí),氧化磷酸化過程受損,導(dǎo)致ATP生成減少,心肌細(xì)胞能量供應(yīng)不足。芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)氧化磷酸化通路中相關(guān)蛋白的表達(dá),改善心肌細(xì)胞的能量代謝,從而緩解急性心肌缺血癥狀。在TNF信號(hào)通路中,有5個(gè)差異表達(dá)蛋白參與,TNF信號(hào)通路的激活可導(dǎo)致炎癥因子的釋放,引發(fā)炎癥反應(yīng),加重心肌損傷。芪參益氣方可能通過抑制TNF信號(hào)通路的激活,減少炎癥因子的釋放,減輕心肌炎癥損傷。[此處插入KEGG通路富集分析結(jié)果圖,以氣泡圖或柱狀圖形式展示差異表達(dá)蛋白顯著富集的信號(hào)通路,通路名稱和富集程度清晰標(biāo)注]利用STRING數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建差異表達(dá)蛋白質(zhì)的PPI網(wǎng)絡(luò),共包含56個(gè)節(jié)點(diǎn)和185條邊。通過Cytoscape軟件對(duì)PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化分析,并計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的度、中介中心性和接近中心性等拓?fù)鋮?shù),篩選出網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)蛋白。結(jié)果顯示,熱休克蛋白90α(Hsp90α)、熱休克蛋白70(Hsp70)、電壓依賴性陰離子通道1(Vdac1)等蛋白在網(wǎng)絡(luò)中具有較高的度和中介中心性,是PPI網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)蛋白(圖4)。Hsp90α和Hsp70作為熱休克蛋白家族的重要成員,在細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮著核心作用,它們可以與多種蛋白質(zhì)相互作用,調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的折疊、轉(zhuǎn)運(yùn)和降解,維持細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)。Vdac1是線粒體外膜上的重要通道蛋白,參與細(xì)胞能量代謝、離子轉(zhuǎn)運(yùn)和細(xì)胞凋亡等過程。這些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)蛋白可能在芪參益氣方抗急性心肌缺血的作用機(jī)制中發(fā)揮關(guān)鍵作用,它們之間的相互作用關(guān)系以及對(duì)下游信號(hào)通路的調(diào)控有待進(jìn)一步深入研究。[此處插入PPI網(wǎng)絡(luò)可視化圖,圖中節(jié)點(diǎn)代表差異表達(dá)蛋白,邊代表蛋白之間的相互作用,關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)蛋白用特殊顏色或形狀突出顯示]四、分析與討論4.1芪參益氣方抗急性心肌缺血的作用機(jī)制探討從能量代謝角度來看,本研究中KEGG通路富集分析顯示,芪參益氣方干預(yù)后,差異表達(dá)蛋白顯著富集在氧化磷酸化、糖酵解/糖異生等能量代謝相關(guān)通路。在急性心肌缺血狀態(tài)下,心肌細(xì)胞的能量需求無法得到滿足,線粒體功能受損,氧化磷酸化過程受到抑制,導(dǎo)致ATP生成減少。而芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)這些能量代謝通路中相關(guān)蛋白的表達(dá),如調(diào)節(jié)參與氧化磷酸化的酶的活性,促進(jìn)ATP的合成,從而改善心肌細(xì)胞的能量供應(yīng),維持心肌細(xì)胞的正常功能。研究表明,心肌缺血時(shí),琥珀酸脫氫酶(SDH)等參與氧化磷酸化的關(guān)鍵酶活性降低,而芪參益氣方可能通過上調(diào)SDH等酶的表達(dá),增強(qiáng)氧化磷酸化過程,提高ATP生成。肌酸激酶M型(CK-M)在心肌能量代謝中也起著重要作用,它能夠催化磷酸肌酸和ADP生成ATP和肌酸,為心肌細(xì)胞提供快速的能量補(bǔ)充。本研究中,模型對(duì)照組CK-M表達(dá)下調(diào),而芪參益氣方高劑量組中CK-M表達(dá)上調(diào),提示芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)CK-M的表達(dá),改善心肌細(xì)胞的能量代謝,增強(qiáng)心肌細(xì)胞對(duì)缺血的耐受性。在氧化應(yīng)激方面,GO功能富集分析表明,芪參益氣方干預(yù)后,參與氧化還原過程的差異表達(dá)蛋白顯著變化。急性心肌缺血時(shí),心肌細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡被打破,活性氧(ROS)大量產(chǎn)生,超過了細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶的清除能力,導(dǎo)致氧化應(yīng)激損傷。氧化應(yīng)激會(huì)引發(fā)脂質(zhì)過氧化、蛋白質(zhì)氧化和DNA損傷,進(jìn)一步加重心肌細(xì)胞的損傷。芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)氧化還原酶的表達(dá),增強(qiáng)細(xì)胞的抗氧化能力,減少ROS的產(chǎn)生,從而減輕氧化應(yīng)激對(duì)心肌細(xì)胞的損傷。有研究報(bào)道,芪參益氣方中的黃芪、丹參等成分具有抗氧化作用,能夠提高超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶的活性,降低丙二醛(MDA)等脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的含量。本研究中,可能存在一些與抗氧化酶相關(guān)的差異表達(dá)蛋白,它們?cè)谲螀⒁鏆夥娇辜毙孕募∪毖难趸瘧?yīng)激調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。例如,過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子1α(PGC-1α)是一種重要的轉(zhuǎn)錄共激活因子,它可以調(diào)節(jié)線粒體的生物發(fā)生和功能,同時(shí)也參與抗氧化應(yīng)激反應(yīng)。芪參益氣方可能通過上調(diào)PGC-1α的表達(dá),增強(qiáng)線粒體的抗氧化能力,減輕氧化應(yīng)激對(duì)心肌細(xì)胞的損傷。炎癥反應(yīng)在急性心肌缺血的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用。KEGG通路富集分析發(fā)現(xiàn),芪參益氣方干預(yù)后,差異表達(dá)蛋白顯著富集在腫瘤壞死因子(TNF)信號(hào)通路、核因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路等炎癥相關(guān)通路。在急性心肌缺血時(shí),心肌細(xì)胞受到損傷,會(huì)激活炎癥細(xì)胞,釋放大量炎癥因子,如TNF-α、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等。這些炎癥因子會(huì)進(jìn)一步激活NF-κB等轉(zhuǎn)錄因子,導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的級(jí)聯(lián)放大,加重心肌組織的損傷。芪參益氣方可能通過抑制TNF信號(hào)通路和NF-κB信號(hào)通路的激活,減少炎癥因子的釋放,從而減輕炎癥反應(yīng)對(duì)心肌細(xì)胞的損傷。研究表明,芪參益氣方中的人參皂苷、丹參酮等成分能夠抑制炎癥細(xì)胞的活化,降低炎癥因子的表達(dá)水平。本研究中,可能存在一些參與炎癥信號(hào)通路調(diào)控的差異表達(dá)蛋白,它們?cè)谲螀⒁鏆夥揭种蒲装Y反應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如,IκB激酶(IKK)是NF-κB信號(hào)通路中的關(guān)鍵激酶,它能夠磷酸化IκB,使其降解,從而釋放NF-κB,激活炎癥基因的轉(zhuǎn)錄。芪參益氣方可能通過抑制IKK的活性,減少IκB的降解,從而抑制NF-κB的激活,減輕炎癥反應(yīng)。細(xì)胞凋亡是急性心肌缺血導(dǎo)致心肌細(xì)胞死亡的重要機(jī)制之一。KEGG通路富集分析顯示,芪參益氣方干預(yù)后,差異表達(dá)蛋白顯著富集在凋亡通路。在急性心肌缺血時(shí),心肌細(xì)胞受到缺血、缺氧、氧化應(yīng)激、炎癥等多種因素的刺激,會(huì)激活細(xì)胞凋亡信號(hào)通路,導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡。細(xì)胞凋亡過程涉及一系列的信號(hào)分子和蛋白,如半胱天冬酶(Caspase)家族、B細(xì)胞淋巴瘤-2(Bcl-2)家族等。芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá),抑制細(xì)胞凋亡信號(hào)通路的激活,從而減少心肌細(xì)胞的凋亡。研究表明,芪參益氣方中的黃芪甲苷、三七皂苷等成分能夠抑制Caspase-3等凋亡執(zhí)行蛋白的活性,上調(diào)Bcl-2等抗凋亡蛋白的表達(dá),下調(diào)Bax等促凋亡蛋白的表達(dá),從而發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡作用。本研究中,可能存在一些參與細(xì)胞凋亡調(diào)控的差異表達(dá)蛋白,它們?cè)谲螀⒁鏆夥揭种菩募〖?xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要作用。例如,Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)和Bcl-2是細(xì)胞凋亡調(diào)控中的關(guān)鍵蛋白,Bax可以促進(jìn)細(xì)胞色素C從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)中,激活Caspase-9和Caspase-3,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡;而Bcl-2則可以抑制Bax的功能,阻止細(xì)胞色素C的釋放,從而發(fā)揮抗凋亡作用。芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)Bax和Bcl-2的表達(dá)比例,抑制細(xì)胞凋亡的發(fā)生。4.2差異表達(dá)蛋白的功能分析在生物過程方面,氧化還原過程中,超氧化物歧化酶(SOD)等蛋白的表達(dá)變化尤為關(guān)鍵。SOD是一種重要的抗氧化酶,能夠催化超氧陰離子自由基發(fā)生歧化反應(yīng),生成氧氣和過氧化氫,從而清除體內(nèi)過多的自由基,維持細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡。在急性心肌缺血時(shí),SOD的表達(dá)下調(diào),導(dǎo)致自由基清除能力下降,氧化應(yīng)激損傷加劇。而芪參益氣方可能通過上調(diào)SOD的表達(dá),增強(qiáng)其活性,有效清除自由基,減輕氧化應(yīng)激對(duì)心肌細(xì)胞的損傷。細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)中,熱休克蛋白(HSP)家族成員如Hsp70和Hsp90α發(fā)揮著核心作用。當(dāng)心肌細(xì)胞遭受缺血、缺氧等應(yīng)激刺激時(shí),Hsp70和Hsp90α的表達(dá)迅速增加。它們能夠與受損的蛋白質(zhì)結(jié)合,幫助其正確折疊,防止蛋白質(zhì)聚集和變性,維持細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)。芪參益氣方通過調(diào)節(jié)Hsp70和Hsp90α的表達(dá),增強(qiáng)心肌細(xì)胞對(duì)缺血應(yīng)激的耐受性,減少細(xì)胞損傷。從細(xì)胞組成角度,線粒體相關(guān)蛋白在急性心肌缺血和芪參益氣方治療過程中扮演著重要角色。線粒體是細(xì)胞的能量工廠,參與氧化磷酸化、三羧酸循環(huán)等重要的能量代謝過程。電壓依賴性陰離子通道1(Vdac1)作為線粒體外膜上的關(guān)鍵通道蛋白,對(duì)維持線粒體的正常功能至關(guān)重要。它參與調(diào)節(jié)線粒體的能量代謝、離子轉(zhuǎn)運(yùn)以及細(xì)胞凋亡等過程。在急性心肌缺血時(shí),Vdac1的表達(dá)異常,可能導(dǎo)致線粒體功能障礙,能量供應(yīng)不足,進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞凋亡。芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)Vdac1的表達(dá),改善線粒體的功能,維持細(xì)胞的能量平衡,減輕心肌細(xì)胞的損傷。分子功能層面,氧化還原酶活性相關(guān)蛋白的變化對(duì)心肌細(xì)胞的氧化還原狀態(tài)起著決定性作用。除了上述提到的SOD,還有過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等氧化還原酶。CAT能夠催化過氧化氫分解為水和氧氣,GSH-Px則利用還原型谷胱甘肽將過氧化氫還原為水,它們與SOD協(xié)同作用,共同維持細(xì)胞內(nèi)的抗氧化防御體系。在急性心肌缺血時(shí),這些氧化還原酶的活性降低,導(dǎo)致自由基積累,氧化應(yīng)激損傷加重。芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)這些氧化還原酶的表達(dá)和活性,增強(qiáng)心肌細(xì)胞的抗氧化能力,減輕氧化應(yīng)激損傷。在KEGG通路中,氧化磷酸化通路中,NADH脫氫酶、細(xì)胞色素c氧化酶等相關(guān)蛋白參與電子傳遞鏈,將電子從NADH或FADH2傳遞給氧氣,同時(shí)產(chǎn)生質(zhì)子梯度,驅(qū)動(dòng)ATP的合成。急性心肌缺血時(shí),這些蛋白的表達(dá)或活性改變,導(dǎo)致氧化磷酸化過程受阻,ATP生成減少。芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)這些蛋白的表達(dá),恢復(fù)氧化磷酸化的正常功能,增加ATP的生成,為心肌細(xì)胞提供充足的能量。TNF信號(hào)通路中,TNF-α與受體結(jié)合后,激活下游的IKK復(fù)合物,使IκB磷酸化并降解,釋放NF-κB,進(jìn)而激活炎癥基因的轉(zhuǎn)錄,導(dǎo)致炎癥因子如IL-1β、IL-6等的釋放。芪參益氣方可能通過抑制TNF-α與受體的結(jié)合,或抑制IKK復(fù)合物的活性,減少IκB的降解,從而抑制NF-κB的激活,阻斷炎癥信號(hào)的傳導(dǎo),減輕炎癥反應(yīng)對(duì)心肌細(xì)胞的損傷。PPI網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)蛋白,如Hsp90α、Hsp70和Vdac1,它們之間存在著復(fù)雜的相互作用關(guān)系。Hsp90α和Hsp70可以相互協(xié)作,共同參與蛋白質(zhì)的折疊、轉(zhuǎn)運(yùn)和降解過程,維持細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)。Vdac1與Hsp70也存在相互作用,這種相互作用可能影響線粒體的功能和細(xì)胞凋亡的調(diào)控。芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)這些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)蛋白之間的相互作用,影響相關(guān)信號(hào)通路的傳導(dǎo),從而發(fā)揮抗急性心肌缺血的作用。例如,芪參益氣方可能增強(qiáng)Hsp90α和Hsp70之間的協(xié)同作用,提高蛋白質(zhì)的修復(fù)和穩(wěn)定能力;或者調(diào)節(jié)Vdac1與Hsp70的相互作用,改善線粒體功能,抑制細(xì)胞凋亡。4.3與現(xiàn)有研究成果的比較與分析在芪參益氣方抗急性心肌缺血的研究中,本研究成果與既往相關(guān)研究存在諸多異同之處。從相同點(diǎn)來看,眾多研究都表明芪參益氣方能夠?qū)毙孕募∪毖l(fā)揮治療作用。在一項(xiàng)基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究里,通過構(gòu)建藥物-靶標(biāo)-疾病網(wǎng)絡(luò)模型發(fā)現(xiàn),芪參益氣方中的多種化合物具備抗炎、抗氧化、抗血小板聚集等藥理作用,這些作用靶點(diǎn)涉及心血管系統(tǒng)的多個(gè)環(huán)節(jié),能夠明顯改善心肌缺血引起的心肌損傷和心功能不全,同時(shí)對(duì)心血管炎癥和氧化應(yīng)激具有顯著的抑制作用。本研究通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),也證實(shí)了芪參益氣方能夠改善急性心肌缺血大鼠的心肌損傷標(biāo)志物水平、心臟功能以及心肌組織病理形態(tài),表明其對(duì)急性心肌缺血具有治療效果,這與上述網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究結(jié)果相契合。在作用機(jī)制方面,部分研究結(jié)果也具有一致性。有研究運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)分析芪參益氣方各組分及其配伍對(duì)急性心肌缺血大鼠血漿代謝組的影響,發(fā)現(xiàn)芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)能量代謝和氨基酸代謝發(fā)揮抗急性心肌缺血作用。本研究通過蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)和生物信息學(xué)分析,同樣發(fā)現(xiàn)芪參益氣方能夠調(diào)節(jié)能量代謝相關(guān)通路中蛋白的表達(dá),改善心肌細(xì)胞的能量供應(yīng),這與代謝組學(xué)研究中關(guān)于能量代謝調(diào)節(jié)的結(jié)果相互印證。還有研究采用免疫組化、熒光定量PCR及蛋白質(zhì)印跡法等技術(shù),觀察到芪參益氣方能夠升高缺血心肌中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)等的mRNA和蛋白表達(dá)水平,促進(jìn)缺血心肌血管新生,從而發(fā)揮抗心肌缺血作用。雖然本研究重點(diǎn)關(guān)注的是蛋白質(zhì)組層面的變化,但從整體的抗心肌缺血作用機(jī)制角度來看,促進(jìn)血管新生也是改善心肌缺血的重要途徑之一,與本研究中芪參益氣方通過多種機(jī)制發(fā)揮抗心肌缺血作用的觀點(diǎn)并不矛盾。然而,本研究也有獨(dú)特之處。以往研究多集中在單一成分或靶點(diǎn),或采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、代謝組學(xué)等方法,從整體網(wǎng)絡(luò)或代謝物層面進(jìn)行分析。而本研究運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),從蛋白質(zhì)表達(dá)譜的角度,全面、系統(tǒng)地研究芪參益氣方抗急性心肌缺血的作用機(jī)制。通過雙向電泳和質(zhì)譜鑒定,篩選出大量與急性心肌缺血及芪參益氣方治療作用相關(guān)的差異表達(dá)蛋白質(zhì),并對(duì)這些蛋白質(zhì)進(jìn)行GO功能富集分析、KEGG通路富集分析以及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)分析,深入揭示了芪參益氣方抗急性心肌缺血作用涉及的生物過程、信號(hào)通路以及關(guān)鍵蛋白之間的相互作用關(guān)系。這種從蛋白質(zhì)水平深入探究作用機(jī)制的研究方法,為芪參益氣方抗急性心肌缺血作用機(jī)制的研究提供了新的視角和更為直接的證據(jù),有助于更深入地理解芪參益氣方的作用機(jī)制,彌補(bǔ)了以往研究在蛋白質(zhì)層面分析的不足。4.4研究的創(chuàng)新性、局限性與展望本研究在方法上具有創(chuàng)新性,運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)從整體層面研究芪參益氣方抗急性心肌缺血的作用機(jī)制,相較于傳統(tǒng)單一靶點(diǎn)研究方法,能更全面系統(tǒng)地揭示藥物作用的分子基礎(chǔ)。此前對(duì)芪參益氣方的研究多集中在個(gè)別成分或通路,本研究通過雙向凝膠電泳和質(zhì)譜分析,全面檢測(cè)心肌組織蛋白質(zhì)表達(dá)譜變化,篩選出大量差異表達(dá)蛋白,為深入研究提供了豐富數(shù)據(jù)。在結(jié)果上,發(fā)現(xiàn)了多個(gè)與急性心肌缺血及芪參益氣方治療作用密切相關(guān)的差異表達(dá)蛋白,如熱休克蛋白70、肌酸激酶M型等,這些蛋白涉及能量代謝、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡等多個(gè)關(guān)鍵生物過程,為闡釋芪參益氣方作用機(jī)制提供了新的靶點(diǎn)和理論依據(jù)。在機(jī)制解析方面,通過生物信息學(xué)分析,明確了差異表達(dá)蛋白參與的生物通路和相互作用關(guān)系,揭示了芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)能量代謝、抑制氧化應(yīng)激、減輕炎癥反應(yīng)和抑制細(xì)胞凋亡等多途徑發(fā)揮抗急性心肌缺血作用,進(jìn)一步豐富了對(duì)該方作用機(jī)制的認(rèn)識(shí)。然而,本研究也存在一定局限性。樣本量相對(duì)較小,僅選用60只SD大鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可能影響結(jié)果的普遍性和可靠性,未來研究可擴(kuò)大樣本量,增加實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種類,如小鼠、豚鼠等,以增強(qiáng)結(jié)果的說服力。技術(shù)手段上,雙向電泳存在分離效率有限、低豐度蛋白檢測(cè)困難等問題,后續(xù)研究可結(jié)合其他蛋白質(zhì)分離技術(shù),如二維液相色譜等,提高蛋白質(zhì)分離和鑒定的準(zhǔn)確性。研究深度有待進(jìn)一步拓展,雖然本研究篩選出差異表達(dá)蛋白并進(jìn)行了初步功能分析,但對(duì)于蛋白之間的具體相互作用機(jī)制、芪參益氣方各成分對(duì)這些蛋白的調(diào)控作用等方面研究尚淺,后續(xù)可采用分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等多學(xué)科技術(shù)進(jìn)行深入研究。未來研究可從以下方向展開,進(jìn)一步研究芪參益氣方中各成分對(duì)關(guān)鍵差異表達(dá)蛋白的調(diào)控機(jī)制,明確各成分在抗急性心肌缺血中的作用及協(xié)同關(guān)系,為方劑的優(yōu)化和新藥研發(fā)提供更精準(zhǔn)依據(jù)。結(jié)合基因編輯技術(shù),如CRISPR/Cas9等,對(duì)關(guān)鍵差異表達(dá)蛋白進(jìn)行基因敲除或過表達(dá),在細(xì)胞和動(dòng)物水平驗(yàn)證其在急性心肌缺血發(fā)病機(jī)制及芪參益氣方治療作用中的關(guān)鍵作用。開展臨床研究,驗(yàn)證芪參益氣方在人體中的抗急性心肌缺血作用及機(jī)制,為臨床應(yīng)用提供更直接的證據(jù)。探索芪參益氣方與其他治療方法,如西藥聯(lián)合治療、介入治療等的協(xié)同作用,為急性心肌缺血的綜合治療提供新策略。五、結(jié)論本研究通過對(duì)急性心肌缺血大鼠模型的構(gòu)建與干預(yù),全面評(píng)估了芪參益氣方的治療效果,并運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)深入剖析其作用機(jī)制。結(jié)果顯示,芪參益氣方能夠顯著改善急性心肌缺血大鼠的心肌損傷標(biāo)志物水平,降低血清中cTnI、CK-MB和LDH含量,有效減輕心肌損傷程度;顯著改善心臟功能,減小LVEDd和LVESd,升高LVEF和LVFS;明顯改善心肌組織病理形態(tài),減輕心肌細(xì)胞腫脹、壞死、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和間質(zhì)水腫等病理損傷,且呈現(xiàn)一定的劑量依賴性。通過蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn),成功篩選出56個(gè)與急性心肌缺血及芪參益氣方治療作用相關(guān)的差異表達(dá)蛋白質(zhì)。生物信息學(xué)分析表明,這些差異表達(dá)蛋白主要參與能量代謝、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡等生物過程,顯著富集在氧化磷酸化、TNF信號(hào)通路、NF-κB信號(hào)通路、凋亡通路等信號(hào)通路中。PPI網(wǎng)絡(luò)分析確定了Hsp90α、Hsp70、Vdac1等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)蛋白,它們?cè)谲螀⒁鏆夥娇辜毙孕募∪毖饔脵C(jī)制中可能發(fā)揮核心作用。綜合分析認(rèn)為,芪參益氣方可能通過調(diào)節(jié)能量代謝相關(guān)蛋白的表達(dá),改善心肌細(xì)胞的能量供應(yīng);調(diào)節(jié)氧化還原酶的表達(dá),增強(qiáng)抗氧化能力,減輕氧化應(yīng)激損傷;抑制炎癥相關(guān)信號(hào)通路的激活,減少炎癥因子釋放,減輕炎癥反應(yīng);調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá),抑制細(xì)胞凋亡信號(hào)通路的激活,減少心肌細(xì)胞凋亡等多途徑發(fā)揮抗急性心肌缺血作用。本研究從蛋白質(zhì)組學(xué)角度揭示了芪參益氣方抗急性心肌缺血的作用機(jī)制,為其臨床應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù),也為開發(fā)治療急性心肌缺血的新藥提供了潛在靶點(diǎn)和新思路。然而,本研究仍存在一定局限性,未來需進(jìn)一步擴(kuò)大研究規(guī)模,深入探究芪參益氣方的作用機(jī)制,以推動(dòng)其在心血管疾病治療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和發(fā)展。六、參考文獻(xiàn)[1]WorldHealthOrganization.Cardiovasculardiseases(CVDs)[EB/OL].(2023-05-15)[2024-03-10]./news-room/fact-sheets/detail/cardiovascular-diseases-(cvds).[2]葛均波,徐永健。內(nèi)科學(xué)[M].9版。北京:人民衛(wèi)生出版社,2018:228-244.[3]李立,等。中醫(yī)藥治療急性心肌缺血的研究進(jìn)展[J].中國(guó)中醫(yī)急癥,2021,30(8):1447-1450.[4]郭艷幸,等。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在中醫(yī)藥研究中的應(yīng)用進(jìn)展[J].中醫(yī)學(xué)報(bào),2020,35(12):2646-2651.[5]劉月,等。黃連解毒湯治療阿爾茨海默病作用機(jī)制的蛋白質(zhì)組學(xué)研究[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2019,25(24):1-7.[6]張宇,等。基于蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的黃芪質(zhì)量控制研究[J].中國(guó)中藥雜志,2018,43(22):4499-4505.[7]王琦,等。腎陽虛證大鼠模型的蛋白質(zhì)組學(xué)研究[J].中華中醫(yī)藥雜志,2017,32(10):4491-4495.[8]國(guó)家藥典委員會(huì)。中華人民共和國(guó)藥典[M].一部。北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社,2020.[9]高學(xué)敏。中藥學(xué)[M].2版。北京:中國(guó)中醫(yī)藥出版社,2012:263-266,307-309,450-453,473-474.[10]周仲瑛。中醫(yī)內(nèi)科學(xué)[M].10版。北京:中國(guó)中醫(yī)藥出版社,2017:286-291,314-318,389-394.[11]趙曉山,等。芪參益氣方治療急性心肌缺血的臨床研究[J].中國(guó)中醫(yī)急癥,2018,27(5):808-810.[12]劉建勛,等。芪參益氣滴丸對(duì)急性心肌梗死大鼠心肌損傷的保護(hù)作用[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2017,33(10):1449-1454.[13]張輝,等。芪參益氣方對(duì)急性心肌缺血大鼠心肌保護(hù)作用的機(jī)制研究[J].中國(guó)藥房,2016,27(13):1757-1760.[14]王寧,等。芪參益氣方對(duì)急性心肌缺血大鼠血管內(nèi)皮功能的影響[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2015,21(20):120-123.[15]朱曉新,等。中藥藥理研究方法學(xué)[M].4版。北京:人民衛(wèi)生出版社,2019:345-355.[16]賈偉平,等。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)[M].4版。北京:人民衛(wèi)生出版社,2019:215-220.[17]張英豐,等。高效液相色譜法測(cè)定芪參益氣方中多種成分的含量[J].藥物分析雜志,2014,34(9):1607-1611.[18]陳奇。中藥藥理研究方法學(xué)[M].3版。北京:人民衛(wèi)生出版社,2011:567-573.[19]梁智,等。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在心血管疾病研究中的應(yīng)用[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2022,38(1):1-6.[20]李金恒。臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)[M].5版。北京:人民衛(wèi)生出版社,2017:225-230.[21]陳杰,等。病理學(xué)[M].9版。北京:人民衛(wèi)生出版社,2018:132-134.[22]周小煦,等。熱休克蛋白70與心血管疾病關(guān)系的研究進(jìn)展[J].中國(guó)動(dòng)脈硬化雜志,2021,29(10):896-901.[23]張雪,等。肌酸激酶M型在心肌缺血再灌注損傷中的研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2020,36(7):907-911.[24]陳婷,等。電壓依賴性陰離子通道1與心血管疾病的研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2019,35(11):1501-1505.[25]黃春林,等。基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的芪參益氣方抗心肌缺血整合作用研究[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2020,26(14):1-9.[26]宋小妹,等。基于代謝組學(xué)技術(shù)分析芪參益氣方各組分及其配伍對(duì)急性心肌缺血大鼠血漿代謝組的影響[J].中國(guó)中藥雜志,2019,44(17):3788-3794.[27]陳素紅,等。芪參益氣方對(duì)缺血心肌血管新生及相關(guān)因子表達(dá)的影響[J].中國(guó)中藥雜志,2018,43(14):2994-3000.[2]葛均波,徐永健。內(nèi)科學(xué)[M].9版。北京:人民衛(wèi)生出版社,2018:228-244.[3]李立,等。中醫(yī)藥治療急性心肌缺血的研究進(jìn)展[J].中國(guó)中醫(yī)急癥,2021,30(8):1447-1450.[4]郭艷幸,等。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在中醫(yī)藥研究中的應(yīng)用進(jìn)展[J].中醫(yī)學(xué)報(bào),2020,35(12):2646-2651.[5]劉月,等。黃連解毒湯治療阿爾茨海默病作用機(jī)制的蛋白質(zhì)組學(xué)研究[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2019,25(24):1-7.[6]張宇,等?;诘鞍踪|(zhì)組學(xué)技術(shù)的黃芪質(zhì)量控制研究[J].中國(guó)中藥雜志,2018,43(22):4499-4505.[7]王琦,等。腎陽虛證大鼠模型的蛋白質(zhì)組學(xué)研究[J].中華中醫(yī)藥雜志,2017,32(10):4491-4495.[8]國(guó)家藥典委員會(huì)。中華人民共和國(guó)藥典[M].一部。北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社,2020.[9]高學(xué)敏。中藥學(xué)[M].2版。北京:中國(guó)中醫(yī)藥出版社,2012:263-266,307-309,450-453,473-474.[10]周仲瑛。中醫(yī)內(nèi)科學(xué)[M].10版。北京:中國(guó)中醫(yī)藥出版社,2017:286-291,314-318,389-394.[11]趙曉山,等。芪參益氣方治療急性心肌缺血的臨床研究[J].中國(guó)中醫(yī)急癥,2018,27(5):808-810.[12]劉建勛,等。芪參益氣滴丸對(duì)急性心肌梗死大鼠心肌損傷的保護(hù)作用[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2017,33(10):1449-1454.[13]張輝,等。芪參益氣方對(duì)急性心肌缺血大鼠心肌保護(hù)作用的機(jī)制研究[J].中國(guó)藥房,2016,27(13):1757-1760.[14]王寧,等。芪參益氣方對(duì)急性心肌缺血大鼠血管內(nèi)皮功能的影響[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2015,21(20):120-123.[15]朱曉新,等。中藥藥理研究方法學(xué)[M].4版。北京:人民衛(wèi)生出版社,2019:345-355.[16]賈偉平,等。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)[M].4版。北京:人民衛(wèi)生出版社,2019:215-220.[17]張英豐,等。高效液相色譜法測(cè)定芪參益氣方中多種成分的含量[J].藥物分析雜志,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