8-羟基染料木素对高原缺氧小鼠心肌组织损伤的保护作用研究

目的:研究8-羟基染料木素(8-hydroxygenistein,8-OHG)对高原缺氧小鼠心肌组织损伤的保护作用,阐明其作用机制,为其开发成为高原缺氧防治药物奠定基础。方法:1.通过常压密闭缺氧实验和急性减压缺氧实验明确8-OHG的抗缺氧活性。2.利用高原缺氧心肌损伤模型,分别从氧化应激、能量代谢、炎症、细胞凋亡等角度研究8-OHG对高原缺氧小鼠心肌组织的保护作用。3.通过网络药理学筛选8-OHG与高原缺氧心肌损伤的相关靶点,通过GO及KEGG通路富集分析,构建“8-羟基染料木素-高原缺氧-心肌损伤”网络,预测8-OHG对高原缺氧小鼠心肌损伤的保护作用机制,并通过动物实验对预测的机制进行验证。结果:1.8-OHG能显著延长小鼠在常压密闭缺氧环境下的存活时间,提高急性减压缺氧小鼠的存活率。2.与正常对照组相比,低压低氧组小鼠心肌组织损伤加重,心肌组织中CK、CK-MB、cTn-T和GOT的含量升高,T-AOC活力降低,ROS、MDA和H_2O_2含量升高,SOD和CAT等抗氧化酶的活性及非酶抗氧化剂GSH的水平降低;LD含量及LDH、CK活力升高,ATP含量及Na~+-K~+-ATP酶和Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATP酶的活性降低;血清和心肌组织中IL-CL 318952临床试验1β、IL-6和TNF-α的含量升高,IL-10的含量降低;心肌组织中Caspase-3、Caspase-9酶活性升高;HIF-1α,VEGF,NF-κB,TNF-α,Cleaved Caspase-3,Bax蛋白的表达升高,Bcl-2的表达降低,激活Nrf2/HO-1信号通路。与低压低氧组相比,8-OHG能显著改善低压低氧造成的心肌组织损伤,降低心肌组织中CK、CK-MB、cTn-T和GOT的含量,提高T-AOC的活力,降低心肌组织中ROS、MDA和H_2O_2的含量,提高SOD和CAT等抗氧化酶的活性及非酶抗氧化剂GSH的水平;降低LD含量及LDH、CK活力,提高ATP含量及Na~+-K~+-ATP酶和Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATP酶的活性;降低小鼠血清和心肌组织中IL-1β、IL-6和TNF-α的含量,提高IL-10的含量;降低心肌组织中Caspase-3、Caspase-9酶活性;同时,8-OHG还可降低低压低氧小鼠心肌组织中HIF-1α,VEGF,NF-κB,TNF-α,Cleaved Caspase-3,Bax蛋白的表达,selleck抑制剂提高Bcl-2的表达,进一步激活Nrf2/HO-1的表达。3.网络药理学结果显示8-OHG改善高原缺氧心肌损伤是通过参与调节PI3K/Akt信号通路起到作用的,且动物实验结果显示与正常对照组相比,低压低氧组小鼠心肌组织中p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt的比值降低,自噬相关蛋白p62和Beclin-1的表达升高,LC3B-Ⅰ/LC3B-Ⅱ的比值降低;给予8-OHG治疗后,低压低氧小鼠心肌组织中p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt的比值升高,自噬相关蛋白p62和Beclin-1的表达降COPD pathology低,LC3B-Ⅰ/LC3B-Ⅱ的比值升高。结论:8-OHG能够保护小鼠心肌组织免受低压低氧引起的损伤,降低缺氧相关蛋白的表达,提高抗氧化酶和ATP酶的活性,减少氧化应激损伤和能量代谢障碍,降低炎症相关蛋白表达和炎性因子的含量缓解炎症损伤。网络药理学和动物实验结果表明:8-OHG通过调节PI3K/Akt信号通路,提高高原缺氧小鼠抗氧化能力,降低自噬蛋白的表达,减少低压低氧引起的自噬。