Echinacoside กลับการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจตายและปรับปรุงการทำงานของหัวใจ

ติดต่อ:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

ยาจวน Ni1|เจี๋ยเติ้ง1|ซินหลิว1|Qing Li1|จวนลี่ จาง1|หงหยวนไป่1|จิงเหวิน จาง2

เชิงนามธรรม

การเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจตายเป็นพื้นฐานทางพยาธิวิทยาที่สำคัญของ HF ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียเป็นตัวกระตุ้นของการเจริญเติบโตมากเกินไปของกล้ามเนื้อหัวใจ พังผืด และการตายของเซลล์ ECH เป็นส่วนประกอบสำคัญของยาจีนโบราณ Cistanches Herba การศึกษาจำนวนมากระบุว่ามีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระที่แข็งแกร่งในเซลล์ประสาทและเนื้องอก มันยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรีย ปกป้องการทำงานของไมโตคอนเดรีย แต่กลไกเฉพาะไม่ชัดเจน SIRT1/FOXO3a/MnSOD เป็นแกนต้านอนุมูลอิสระที่สำคัญ จากการศึกษาพบว่า ECH จับกับ SIRT1 อย่างโควาเลนต์เป็นลิแกนด์และควบคุมการแสดงออกของ SIRT1 ในเซลล์สมอง เราตั้งสมมติฐานว่า ECH อาจย้อนกลับการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจตายและปรับปรุงการทำงานของหัวใจของ HF ผ่านการควบคุมแกนส่งสัญญาณ SIRT1/FOXO3a/MnSOD และยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียในคาร์ดิโอไมโอไซต์ ในที่นี้ ขั้นแรก เรากระตุ้นแบบจำลองเซลล์ของความเครียดออกซิเดชันโดย ISO กับเซลล์ AC-16 และการบำบัดล่วงหน้าด้วย ECH ระดับของ ROS ของไมโตคอนเดรีย การบาดเจ็บจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน mtDNA MMP โปรตีนคาร์บอนิลเลต ลิพิดเปอร์ออกซิเดชัน ROS ภายในเซลล์ และ ตรวจพบ apoptosis ยืนยันผลของ ECH ในความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของยลและการทำงานในหลอดทดลอง จากนั้น เราจึงสร้างแบบจำลองหนู HF ที่เกิดจาก ISO และเตรียมล่วงหน้าด้วย ECH มีการวัดดัชนีการทำงานของหัวใจ การเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจ แกนสัญญาณ MnSOD ลดความเสียหายจากการเกิดออกซิเดชันของไมโตคอนเดรีย ปกป้องการทำงานของไมโตคอนเดรีย เราสรุปได้ว่า ECH ย้อนกลับการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจตายและปรับปรุงการทำงานของหัวใจผ่านการควบคุมแกน SIRT1/FOXO3a/MnSOD และยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียในหนูแรท HF

คำสำคัญ ชินาโคไซด์ ภาวะหัวใจล้มเหลว ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรีย การเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจ

สมุนไพรสด cistancheถึงความเครียดออกซิเดชันของไมโตคอนเดรีย

1|การแนะนำ

ภาวะหัวใจล้มเหลว (HF) เป็นผลลัพธ์สุดท้ายของโรคหัวใจและหลอดเลือดส่วนใหญ่ที่มีความชุกสูงและการพยากรณ์โรคที่ไม่ดี และด้วยแนวโน้มที่แย่ลงของประชากรสูงอายุ การรักษาในโรงพยาบาลและการตายเนื่องจากภาวะหัวใจล้มเหลวเรื้อรัง (CHF) เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วทั่วโลก1 ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา การรักษาด้วยยาสำหรับ HF มีความก้าวหน้าอย่างมาก แต่ผลกระทบมีจำกัด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมียาตัวใหม่อย่างเร่งด่วน การเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจตายเป็นพื้นฐานทางพยาธิวิทยาที่สำคัญของ HF และมีลักษณะเป็นกล้ามเนื้อหัวใจโตมากเกินไป, อะพอพโทซิส, พังผืดคั่นระหว่างหน้า, เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจไม่เป็นระเบียบ, และนำไปสู่การลดลงของเศษส่วนดีดออก (LVEF), การเพิ่มขนาดของหัวใจห้องล่างซ้าย - diastolic และ systolic (LVIDd และ LVIDs) และการลดลงของ Left ventricular Fractional Shortening (LVFS)2 แต่กลไกที่อยู่เบื้องล่างยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการศึกษาจำนวนมากที่ยืนยันว่าความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันเป็นตัวกระตุ้นที่สำคัญของการเปลี่ยนแปลงกล้ามเนื้อหัวใจตาย3-7

ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันเป็นภาวะที่ชนิดของออกซิเจนที่เกิดปฏิกิริยา (ROS) หรืออนุมูลอิสระถูกสร้างขึ้นมากเกินไป และนำไปสู่ความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของส่วนประกอบของเซลล์ ซึ่งจะทำให้เซลล์ทำงานผิดปกติ8ไมโตคอนเดรียเป็นแหล่งหลักของ ROS ภายในเซลล์ อันเป็นผลมาจาก การรั่วไหลจากห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนในระบบทางเดินหายใจ และไมโทคอนเดรียเป็นตำแหน่งที่อ่อนไหวที่สุดต่อผลกระทบของ ROS9 การศึกษาใน HF ระบุการสร้าง ROS ที่เพิ่มขึ้นจากคอมเพล็กซ์ I ของห่วงโซ่ทางเดินหายใจ8 การผลิต ROS ที่เพิ่มขึ้นโจมตีส่วนประกอบของไมโตคอนเดรียในตอนแรก และส่งผลให้เกิดความเครียดออกซิเดชันมากเกินไป ปรากฏเป็นคาร์บอนิลเลชันของโปรตีน ลิพิดเปอร์ออกซิเดชัน และความเสียหายของดีเอ็นเอ 10และความผิดปกติของไมโตคอนเดรีย ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของ ROS ที่มากเกินไป8 ก่อให้เกิดวงจรอุบาทว์ ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ยั่งยืนแสดงให้เห็นสามารถทำให้เกิดกล้ามเนื้อหัวใจโตมากเกินไปและเกิดพังผืดของกล้ามเนื้อหัวใจ11-13 และทำให้เกิดการตายของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจตายโดยการกระตุ้นการตายของเซลล์ที่ขึ้นกับไมโตคอนเดรียอันเป็นผลมาจากการสลายโปรตีนของเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียและการสูญเสียศักยภาพของเยื่อไมโทคอนเดรีย14 ดังนั้น ถือว่าการยับยั้งความเครียดออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียอาจเป็นกลยุทธ์ใหม่ในการป้องกันการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจและแม้แต่ HF15-17

Echinacoside (ECH) ซึ่งเป็นฟีนิลทานอยด์ไกลโคไซด์ตามธรรมชาติ เป็นส่วนประกอบสำคัญของ Cistanches Herba ซึ่งเป็นยาแผนโบราณของจีน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ECH ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในระบบประสาทและเนื้องอก และมีรายงานว่ามีผลทางเภสัชวิทยาที่หลากหลาย เช่น สารต้านอนุมูลอิสระ ต้านการอักเสบ ต่อต้านการตายของเซลล์ และคุณสมบัติต้านเนื้องอก18,19ใน เซลล์ประสาท ECH ช่วยเพิ่มความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระได้อย่างมาก ลดการผลิต ROS ปรับปรุงศักยภาพของเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรีย (MMP) และเพิ่มความมีชีวิตของเซลล์ 20 แสดงผลในการป้องกันการทำงานของไมโตคอนเดรียและยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรีย ช่วยป้องกันการบาดเจ็บจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน และเพิ่มความจำ ในที่สุดก็ป้องกัน การเสื่อมสภาพของระบบประสาท21,22 ECH ยังเพิ่มกิจกรรมของ SOD และมีบทบาทในการป้องกันเนื้อเยื่อสมองและเนื้อเยื่อเรตินา 19,23 แต่กลไกเฉพาะสำหรับผลของสารต้านอนุมูลอิสระยังไม่ชัดเจน

SIRT1 มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน และแกนส่งสัญญาณ SIRT1/FOXO3a/MnSOD เป็นแกนต้านอนุมูลอิสระที่สำคัญที่สุดและมีหน้าที่ในการปราบปรามความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรีย MnSOD จึงกระจายอย่างกว้างขวางในไมโตคอนเดรีย และมีหน้าที่หลักในการหักล้าง ROS ของไมโตคอนเดรีย ดังนั้น การยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน สารประกอบที่กระตุ้นแกนต้านอนุมูลอิสระนี้สามารถยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันได้24,25 การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่า ECH ออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาผ่านการควบคุมวิถีการส่งสัญญาณที่หลากหลาย เช่น p-AKT, mTOR/STAT3, TGF-beta 1/Smads และเส้นทางการส่งสัญญาณ SIRT126-29 การศึกษาใหม่พบว่า ECH จับกับ SIRT1 อย่างโควาเลนต์เป็นลิแกนด์และควบคุมการแสดงออกของ SIRT1 ในเซลล์สมองเพิ่มขึ้น26 แสดงให้เห็นว่า ECH อาจยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโทคอนเดรียในคาร์ดิโอไมโอไซต์และกล้ามเนื้อหัวใจย้อนกลับ การเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม การวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบของ ECH ได้มุ่งเน้นไปที่ระบบประสาทหรือเนื้องอก ผลกระทบและกลไกของ ECH ต่อความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียใน cardiomyocytes และการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจยังไม่ทราบ ในที่นี้ ขั้นแรก เรากระตุ้นแบบจำลองเซลล์ของความเครียดออกซิเดชันโดย ISO และยืนยันผลกระทบของ ECH ต่อความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียและการทำงานในหลอดทดลอง จากนั้น เราจึงสร้างแบบจำลองหนู HF ที่เหนี่ยวนำโดย ISO และแสดงให้เห็นว่า ECH ย้อนกลับการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจตายและปรับปรุงการทำงานของหัวใจผ่านการควบคุมแกนส่งสัญญาณ SIRT1/FOXO3a/MnSOD และยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียในหนู HF ผลลัพธ์นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้หลักฐานการทดลองในการพัฒนายาใหม่เพื่อป้องกันภาวะหัวใจล้มเหลว

2|วัสดุและวิธีการ

2.1|การเพาะเลี้ยงเซลล์และการรักษา

ซื้อเซลล์ AC16 จาก Bena Culture Collection เซลล์ต่างๆ ได้รับการดูแลในอาหารเลี้ยงเชื้อ Eagle's medium (DMEM; Hyclone, GE Healthcare, USA) ที่มีกลูโคสสูง Dulbecco เสริมด้วยซีรัมของทารกในครรภ์ 10 เปอร์เซ็นต์คือ (10 เปอร์เซ็นต์ FBS; Gibco) ในขวด T-75 (Corning Glassworks, Corning, นิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา) รักษาสภาพไว้ที่ 37 องศาในบรรยากาศที่มีความชื้นซึ่งมี CO2 5 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเซลล์ถึงจุดบรรจบกัน 70 เปอร์เซ็นต์ -80 เปอร์เซ็นต์ เซลล์กลุ่ม ISO (Sigma, USA) จะถูกบ่มด้วยสื่อที่มี ISO 10uM (Sigma, USA) เป็นเวลา 24 ชั่วโมง เซลล์กลุ่ม ECH จะได้รับการบำบัดล่วงหน้าด้วย 50uM ECH (MCE) , สหรัฐอเมริกา) ก่อนเปิดรับ ISO 30 นาที เซลล์ควบคุม (Ctrl) ไม่ได้รับการปฏิบัติใดๆ

cistanche สำหรับขายสารสกัด

2.2|การตรวจหาระดับ ROS ของ mitochondrial โดยใช้ luminol chemiluminescence

ไมโตคอนเดรียถูกแยกและทำให้บริสุทธิ์จากเซลล์ AC-16 โดยใช้ชุดแยกไมโตคอนเดรีย (ซิกมา สหรัฐอเมริกา) ตามคำแนะนำของผู้ผลิต ความเข้มข้นของโปรตีนถูกกำหนดโดยชุดทดสอบโปรตีน BCA (ไบโอเทค) ระดับ ROS ของไมโตคอนเดรียตรวจพบโดย luminal (3-aminophthalic hydrazide 5-amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazinedione) โดยใช้ชุด Elisa (GERMED SCIENTIFIC INC, USA) ทำปฏิกิริยากับ ROS และทำให้เกิดการปล่อยโฟตอน ซึ่งเป็นสเปกตรัมของแถบที่มีพีคที่ประมาณ 460 นาโนเมตร และ Relative Light Unit (RLU) จะถูกตรวจจับโดยเครื่องมือวัดทางเคมีและแปลงเป็น RLU/ug โปรตีนไมโตคอนเดรีย

2.3|8-OHdG ใช้ในการประเมินความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของ DNA ของไมโตคอนเดรีย

ความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของ DNA ยลถูกประเมินโดยการตรวจจับเนื้อหาของ 8-Hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHG) ไมโทคอนเดรียที่บริสุทธิ์ในเซลล์ถูกแยกออกโดยใช้ชุดแยกไมโตคอนเดรียดังที่กล่าวข้างต้น (Sigma) ความเข้มข้นของโปรตีนถูกกำหนดโดยชุดทดสอบโปรตีน BCA (ไบโอเทค) จากนั้น พวกมันจะถูกแยกออกจากกันเพื่อกำหนดระดับของ 8-OHdG โดยใช้ชุด Elisa (GERMED SCIENTIFIC INC, USA) ตามคำแนะนำของผู้ผลิต การดูดกลืนแสงของการเปลี่ยนสีวัดในสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ที่ความยาวคลื่น 450 นาโนเมตร ความเข้มข้นของ 8-OHdG ในตัวอย่างจะถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบ OD ของตัวอย่างกับเส้นโค้งมาตรฐานและแปลงเป็น ng/ml

2.4|การวัด MMP โดย JC-1

ไมโทคอนเดรียถูกแยกเดี่ยวและทำให้บริสุทธิ์ของ AC-16 และความเข้มข้นของโปรตีนถูกกำหนดหาตามที่กล่าวไว้ข้างต้น จากนั้นไมโทคอนเดรียจะถูกแขวนลอยใหม่ที่ความเข้มข้น 1 มก./มล. โดยวัด MMP โดยใช้ชุดทดสอบ JC-1 ตามคำแนะนำของผู้ผลิต ความเข้มของการเรืองแสงถูกวัดที่ความยาวคลื่นกระตุ้น: 490 นาโนเมตร, 5 นาโนเมตร, ความยาวคลื่นการปล่อย: 590 นาโนเมตร, กรีด 5 นาโนเมตรด้วยเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์, 30 ผลลัพธ์จะแสดงเป็น FLU/ugP

2.5|การตรวจหาเซลล์ apoptotic โดยโฟลว์ไซโตเมทรีใน AC-16 Cells

Flow cytometry ใช้ในการประเมินการตายของเซลล์ ชุดตรวจหาการตายของเซลล์ Annexin V-FITC/PI (CWBIO ประเทศจีน) ใช้เพื่อตรวจหาเซลล์ apoptotic และ necrotic ตามคำแนะนำของซัพพลายเออร์ อะพอพโทซิสในระยะเริ่มต้น อะพอพโทซิสระยะสุดท้ายหรือเนื้อร้าย เศษเซลล์ และเซลล์ที่มีชีวิตถูกระบุว่าเป็นภาคผนวก V ( บวก )/PI (−), ภาคผนวก V ( บวก )/PI ( บวก ), ภาคผนวก V (-)/PI ( บวก ) และภาคผนวก V (−)/PI (−) ตามลำดับ ความเข้มของการเรืองแสงถูกวิเคราะห์โดยใช้โฟลว์ไซโตมิเตอร์ (BD FACSVerse™ Flow Cytometer, BD Biosciences, San Jose, CA, USA) การทดสอบแต่ละครั้งจะทำซ้ำ 3 ครั้ง

2.6|ประเมิน ROS ภายในเซลล์โดยโฟลว์ไซโตมิเตอร์

หลังการรักษา เซลล์จะถูกทริปซิไนซ์ ล้างด้วย PBS สองครั้ง จากนั้นเซลล์จะถูกแขวนลอยใหม่ใน PBS ย้อมด้วย DCFH-DA (Beyotime, China) ที่ความเข้มข้นสุดท้ายที่ 1 μM และฟักเป็นเวลา 1 ชั่วโมงที่ 37 องศาในตู้ฟักที่มี CO2 จากนั้นจึงทดสอบในโฟลว์ไซโตมิเตอร์ที่แรงกระตุ้น 488 นาโนเมตร . ความเข้มของการเรืองแสงแสดงถึงระดับของ ROS ภายในเซลล์

2.7|ทดสอบปริมาณโปรตีนคาร์บอนิลในไมโตคอนเดรียของเซลล์ AC-16

หลังการรักษา ไมโทคอนเดรียที่บริสุทธิ์จะถูกแยกและโซนิคบนน้ำแข็ง และรับการรักษาด้วยสเตรปโตมัยซินซัลเฟต 1 เปอร์เซ็นต์เพื่อตกตะกอนกรดนิวคลีอิกของไมโทคอนเดรีย ความเข้มข้นของโปรตีนจะถูกกำหนด ปริมาณโปรตีนคาร์บอนิลได้รับการทดสอบโดยใช้ชุดเครื่องมือ Elisa (GERMED SCIENTIFIC INC, USA) โดยอิงจากการทำให้เกิดอนุพันธ์ของกลุ่มคาร์บอนิลด้วยไดไนโตรฟีนิลไฮดราซีน (DNPH) ตามคำแนะนำของชุดอุปกรณ์ OD ถูกวัดโดยเครื่องอ่านไมโครเพลทและแปลงเป็น nmol/ โปรตีน mg โดยเปรียบเทียบกับเส้นโค้งมาตรฐาน

2.8|การหาระดับไขมันเปอร์ออกซิเดชันในไมโตคอนเดรียของเซลล์ AC-16

หลังการรักษา เซลล์จะถูกรวบรวมและสลาย ไมโทคอนเดรียจะถูกแยกและทำให้บริสุทธิ์ และแตกด้วยอัลตราซาวนด์ ความเข้มข้นของโปรตีนจะถูกกำหนดโดยชุดทดสอบโปรตีน BCA (ไบโอเทค) ลิพิดเปอร์ออกซิเดชันถูกกำหนดโดยระดับของมาลอนไดอัลดีไฮด์ (MDA) ผ่านการทดสอบ TBARS โดยใช้ชุดอุปกรณ์ (Nan jing Jian cheng, China) และระดับ MDA วัดตามโปรโตคอลของผู้ผลิต OD ถูกตรวจพบที่ 586 นาโนเมตรโดยเครื่องอ่านไมโครเพลทและแปลงเป็นโปรตีน μmol/g โดยเปรียบเทียบกับเส้นโค้งมาตรฐาน

2.9|สัตว์และการรักษา

หนู Sprague-Dawley เพศชายน้ำหนัก 120-140g ได้มาจากศูนย์สัตว์ทดลองของมหาวิทยาลัย Xi'an Jiao tong (มณฑลส่านซี ประเทศจีน) การตรวจสอบเป็นไปตามคู่มือการดูแลและการใช้สัตว์ทดลองที่ตีพิมพ์โดยสถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (ฉบับตีพิมพ์ NIH 85-23 แก้ไขในปี 2539) และโปรโตคอลการทดลองได้รับการอนุมัติจากหน่วยงานท้องถิ่น ( คณะกรรมการจริยธรรมชีวการแพทย์ของกรมการแพทย์ของ Xi ' a Jiao Tong University) แบบจำลองหนูของ HF ถูกกำหนดขึ้นตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้โดยเรา 31 โดยสังเขป Isoproterenol (10 มก./กก.) ให้วันละครั้งโดยการฉีดเข้าช่องท้องเป็นเวลา 2 สัปดาห์ (กำหนดเป็นกลุ่ม HF) ECH ใช้ 20 ug/g วันละครั้งโดยการฉีดเข้าช่องท้อง 30 นาทีก่อนทำ ISO (กำหนดเป็นกลุ่ม ECH) และให้ยานาน 2 สัปดาห์ สัตว์ควบคุมได้รับการดูแลด้วย NaCl 0.9 เปอร์เซ็นต์ (กำหนดเป็นกลุ่ม Ctrl) การวัด Echocardiography จะดำเนินการเพื่อประเมินการทำงานของหัวใจ

2.10|การวัด Echocardiographic

สัตว์จะได้รับยาสลบโดยการฉีดคลอรัลไฮเดรต 300 มก./กก. ในช่องท้อง ระบบอัลตราซาวนด์ SONOS-2500 ที่มีทรานสดิวเซอร์อัลตราซาวนด์ 7.5 MHz (HP, USA) ใช้สำหรับการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ สัดส่วนของหัวใจห้องล่างซ้ายขับออก (LVEF) หัวใจห้องล่างซ้ายสั้นเศษส่วน (LVFS) ขนาดกระเป๋าหน้าท้องด้านซ้ายสิ้นสุด - diastolic ขนาด (LVIDd) ขนาดหัวใจห้องล่างซ้าย (LVIDs) อัตราการเต้นของหัวใจ (HR) ความหนาของผนังกั้นระหว่างห้องล่างใน diastole (IVSTd ) วัดความหนาของผนังหัวใจห้องล่างซ้ายในไดแอสโทล (LVPWTd) ตามที่เราอธิบายไว้ก่อนหน้านี้32

รูปที่ 1 50μmol ECH ยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียอย่างมีประสิทธิภาพ-16 เซลล์ที่เหนี่ยวนำโดย ISO 10μmol/L และปกป้องการทำงานของไมโตคอนเดรียและลดการตายของเซลล์

2.11|วัดอัตราส่วนน้ำหนักหัวใจต่อน้ำหนักตัว (HW/BW)

ชั่งน้ำหนักหนูก่อนให้ยาสลบ แยกหัวใจสดและล้างเลือดด้วย PBS 0.1mol/L PBS ตัดหลอดเลือดและเนื้อเยื่อซ้ำซ้อนอื่นๆ ออก และชั่งน้ำหนักหัวใจ จากนั้นจึงชั่งน้ำหนัก HW/BW(mg/100g) คำนวณแล้ว

2.12|การย้อมสีเนื้อเยื่อ

หัวใจของหนูถูกผ่าและตรึงด้วยพาราฟอร์มัลดีไฮด์ 4% ที่ฝังอยู่ในพาราฟินและแบ่งเป็นชิ้นหนา 5 ไมโครเมตร การย้อมสี Haematoxylin-Eosin (HE) ใช้เพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาและการใช้ Trichrome ของ Masson เพื่อประเมินเส้นใยคอลลาเจนของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อหัวใจของหนู วัดสัดส่วนปริมาตรคอลลาเจนหัวใจ (CVF) และพื้นที่หน้าตัดของคาร์ดิโอไมโอไซต์ด้วย Image-Pro Plus 60 (Media Cybernetics, Bethesda, MD, USA)

2.13|การย้อมสี TUNEL

เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจจากช่องด้านซ้ายจะถูกรวบรวมและการทดสอบ TUNEL จะดำเนินการตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้โดยเรา32

2.14|กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน

เนื้อเยื่อหัวใจสดได้รับการแก้ไขในกลูตาราลดีไฮด์ 2.5 เปอร์เซ็นต์ที่ 4 องศา จากนั้นเนื้อเยื่อจะถูกตัดเป็นปริมาตร 1 มม. 3 และตรึงอีกครั้งในกลูตาราลดีไฮด์ 2.5 เปอร์เซ็นต์ที่ 4 องศาเป็นเวลา 2 ชั่วโมง จากนั้นล้างด้วย 0.1mol/L PBS แบบตายตัว ในกรดออสมิก 1 เปอร์เซ็นต์ ถูกทำให้แห้งด้วยอะซิโตน ฝังด้วยอีพอกซีเรซิน แผ่นบางเฉียบซึ่งบางประมาณ 800 นาโนเมตรถูกสร้างขึ้น ย้อมด้วยยูแรนิลอะซิเตตและตะกั่วซิเตรต จากนั้นจึงสังเกตดูภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (H{ {13}} บริษัท ฮิตาชิ ลิมิเต็ด ประเทศญี่ปุ่น) เพื่อหาปริมาณผลการป้องกันของ ECH ในสัณฐานวิทยาของยล เส้นรอบวงของไมโตคอนเดรียเฉลี่ย พื้นที่หน้าตัดของไมโตคอนเดรียเฉลี่ย เปอร์เซ็นต์ของการเสื่อมสภาพ และเปอร์เซ็นต์ของ vacuolization ในไมโตคอนเดรีย จะถูกวิเคราะห์ทางสถิติด้วย Image-Pro Plus 6.0 (Media Cybernetics, USA)

2.15|PCR เชิงปริมาณ

RNA ทั้งหมดถูกเตรียมจากเนื้อเยื่อกระเป๋าหน้าท้องด้านซ้ายด้วยรีเอเจนต์ Trizol (Invitrogen, Carlsbad, USA) cDNA ถูกสังเคราะห์โดยใช้ TUREscript 1st Strand cDNA Synthesis Kit (Takara ประเทศญี่ปุ่น) ลำดับไพรเมอร์เฉพาะของคอลลาเจนที่ฉันใช้สำหรับ PCR แบบเรียลไทม์มีดังนี้: ไปข้างหน้า: 5′-GTCGTATCCAGTGCGTGTC-3′, การกลับรายการ: 5′-GTGGAGTCGGCAATTGCA-3′ GAPDH ไปข้างหน้า 5'-GGC AAG GTC ATC CCA GAG CT-3' ย้อนกลับ 5'-CGC CTG CTT CAC CAC CTT CT-3' PCR เชิงปริมาณแบบเรียลไทม์ (qPCR) ดำเนินการด้วย SYBRPremix Ex Taq (เรียลไทม์ที่สมบูรณ์แบบ) (Takara, ญี่ปุ่น). ระดับสัมพัทธ์ของ mRNA คำนวณโดยการทำให้เป็นมาตรฐานเป็น GAPDH ตามวิธี 2-ΔΔCT

2.16|การวิเคราะห์ Western blot ของ SIRT1, FOXO3a, การแสดงออกของโปรตีน MnSOD

โปรตีนทั้งหมดของเนื้อเยื่อหัวใจห้องล่างซ้ายถูกสกัดบนน้ำแข็งโดยใช้ RIPA Buffer เย็น (BioRad, USA) ด้วย Protease Inhibitor Cocktail (Sigma-Aldrich) ความเข้มข้นถูกกำหนดโดยวิธี BCA มีการอธิบายขั้นตอนของ Western blot ไว้ก่อนหน้านี้ 33 โดยสังเขป ตัวอย่างโปรตีนจะถูกแยกส่วนบนเจลโซเดียม dodecyl sulfate-polyacrylamide 15 เปอร์เซ็นต์ ถ่ายโอนไปยังเยื่อหุ้มเซลล์ PVDF (BioRad ประเทศสหรัฐอเมริกา) ถูกบล็อกโดยนมไขมันต่ำ 5 เปอร์เซ็นต์ และบ่มด้วยแอนติบอดี MYH จากหนูเมาส์ (เจือจาง 1:200, ซานตาครูซ, สหรัฐอเมริกา). จากนั้น ฟักไข่ด้วยแอนติบอดีของเมาส์แพะที่ผสานเปอร์ออกซิเดสจากพืชชนิดหนึ่ง (เจือจาง 1:2,000, ซานตาครูซ, สหรัฐอเมริกา) ระดับสัมพัทธ์ของโปรตีนคำนวณโดยการทำให้ค่าของรังสีเฉลี่ยเป็นปกติเป็น -แอกติน แถบโปรตีนตรวจพบโดยระบบเคมีเรืองแสง (ChemiDoc XRS, BioRad)

2.17|การวัดความเครียดออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียในกล้ามเนื้อหัวใจของหนู

ไมโทคอนเดรียที่บริสุทธิ์ของกล้ามเนื้อหัวใจในหนูถูกแยกออกโดยใช้ชุดแยกไมโตคอนเดรีย (ซิกมา สหรัฐอเมริกา) ตามคำแนะนำของผู้ผลิต, ไมโทคอนเดรีย ROS, MMP, ความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของ mtDNA, ปริมาณโปรตีนคาร์บอนิลเลต และระดับลิพิดเปอร์ออกซิเดชันในไมโตคอนเดรีย ทั้งหมดจะถูกตรวจพบโดยใช้วิธีการเดียวกันกับ การทดลองเซลล์ที่อธิบายไว้ข้างต้น หมายเหตุ ตรวจพบ ROS ในเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจด้วยโพรบเรืองแสง DCFH-DA และตรวจพบความเข้มของการเรืองแสงด้วยเครื่องมือวัดการติดฉลากเอนไซม์ ผลลัพธ์จะแสดงเป็นโปรตีนไมโตคอนเดรีย RLU/ug

2.18|การวิเคราะห์ทางสถิติ

ข้อมูลทั้งหมดแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± SEM ใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนทางเดียวเพื่อเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างกลุ่มต่างๆ ตามด้วยการทดสอบ Tukey post hoc เพื่อหานัยสำคัญ สถิติทั้งหมดกำหนดโดยใช้ซอฟต์แวร์ SPSS15.0 (SPSS Inc, IL, USA) ค่าความน่าจะเป็นของ P < .05="">

3|ผลลัพธ์

3.1|50 μM ECH ยับยั้งความเสียหายจากออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียและการตายของเซลล์ในเซลล์ AC-16 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เซลล์ที่ไม่ได้รับการรักษาจะถูกตั้งค่าเป็นกลุ่ม Ctrl ประการแรก ดังรูปที่ 1A แสดง ECH ยับยั้ง ROS ของไมโตคอนเดรียที่เกิดจาก ISO เซลล์ที่บำบัดด้วย ISO แสดง ROS ของไมโตคอนเดรียเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับ Ctrl และการเพิ่มขึ้นนี้จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญโดยการบำบัดล่วงหน้าด้วย ECH 50 μM ประการที่สอง ECH สามารถยับยั้งความเสียหายออกซิเดชันของ mtDNA ที่เกิดจาก ISO 8-เชื่อกันว่าOHdGเป็นหนึ่งในรอยโรคของ DNA ที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดที่เกิดจากความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน และเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของความเสียหายและการซ่อมแซมของ DNA ออกซิเดชัน ดังรูปที่ 1B แสดง เนื้อหาของ 8-OHdG ในไมโตคอนเดรียที่บริสุทธิ์จากเซลล์ AC-16 ถูกตรวจพบ ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าระดับของ 8-OHdG ในไมโทคอนเดรียจากเซลล์ที่บำบัดด้วย ISO เพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่การเปลี่ยนแปลงกลับตรงกันข้ามโดย 50 μM ECH ประการที่สาม ECH มีประสิทธิภาพในการปกป้อง MMP ซึ่ง ISO บกพร่อง ความเข้มของการเรืองแสงลดลงอย่างมีนัยสำคัญในเซลล์ที่รับการรักษาด้วย ISO เมื่อเทียบกับเซลล์ Ctrl ในขณะที่การบำบัดล่วงหน้าด้วย ECH 50 μM จะทำให้การลดลงของ MMP ลดลงอย่างน่าทึ่ง ดังรูปที่ 1C แสดง ประการที่สี่ ECH ป้องกันความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของโปรตีนไมโตคอนเดรียในเซลล์ AC-16 ดังรูปที่ 1D แสดง ปริมาณโปรตีนคาร์บอนิลในไมโตคอนเดรียของเซลล์บำบัดด้วย ISO เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และ ECH จะลดผลกระทบลง ประการที่ห้า ECH ยังยับยั้งการเกิด lipid peroxidation ของไมโตคอนเดรียในเซลล์ AC-16 ที่เหนี่ยวนำโดย ISO ดังรูปที่ 1E แสดงให้เห็น ระดับของลิปิดเปอร์ออกไซด์ในไมโตคอนเดรียของเซลล์ ISO นั้นสูงกว่าระดับในเซลล์ Ctrl อย่างเห็นได้ชัด ในขณะที่การเพิ่มขึ้นนี้จะลดลงอย่างมากโดยการบำบัดล่วงหน้า ECH 50μM ในที่สุด ECH จะยับยั้งการสะสมของ ROS ภายในเซลล์ ดังรูปที่ 1F แสดง ระดับของ ROS ภายในเซลล์ในเซลล์ ISO เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและลดลงอย่างเห็นได้ชัดในเซลล์ที่บำบัดด้วย ECH ล่วงหน้า รูปที่ 1G แสดงอัตราการตายของเซลล์ AC-16 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังจากการบ่ม 24 ชั่วโมงด้วย ISO 10μM เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ Ctrl ในขณะที่เซลล์ก่อนการบำบัดด้วย ECH 50 μM จะลดการตายของเซลล์ที่เกิดจาก ISO ลงอย่างมีนัยสำคัญ

รูปที่ 2 ภาวะหัวใจโตมากเกินไปของหนู HF ที่เกิดจาก ISO ได้รับการผ่อนปรนและการทำงานของหัวใจดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโดยการรักษาด้วย ECH

3.2|ECH ย้อนกลับการสร้างกล้ามเนื้อหัวใจตายและปรับปรุงการทำงานของหัวใจของหนู HF ที่เกิดจาก ISO

ดังที่แสดงไว้ในรูปที่ 2A หัวใจในหนูแรท HF มีการโตเกินอย่างเห็นได้ชัดและถูกย้อนกลับโดยการบำบัดด้วย ECH ดังรูปที่ 2B-D และ L แสดง ECH จะลด HW/BW ผลการตรวจ Echocardiography แสดงว่า LVEF และ LVFS ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่ม HF, LVIDd, LVIDs และ IVSTd เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่ม HF อย่างไรก็ตาม ECH ลด LVIDd, LVIDs, IVSTd และปรับปรุง LVEF และ LVFS อย่างมีนัยสำคัญ ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญใน HR ในสามกลุ่ม LVPWTd เพิ่มขึ้นใน HF แต่ไม่มีความแตกต่างระหว่าง ECH และ Ctrl หรือระหว่าง ECH และ HF ทั้งหมดตาม รูปที่ 2E-K แสดงผลลัพธ์ของการย้อมสี HE บ่งชี้ว่าการขยายตัวของกล้ามเนื้อหัวใจตาย, ความผิดปกติของการจัดเรียงหรือเนื้อร้ายเสื่อม, การแทรกซึมของเซลล์อักเสบและภาวะเลือดคั่งในเลือดสูงและอาการบวมน้ำในหนู HF และ ECH บรรเทาความเสียหายเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญ, กล้ามเนื้อหัวใจโตมากเกินไปและความผิดปกติที่จัดเรียงไว้จะโล่งใจ, เนื้อร้ายการเสื่อมสภาพและการแทรกซึมของการอักเสบจะลดลงดังที่แสดงไว้ในรูปที่ 3A วัดพื้นที่หน้าตัดของ cardiomyocyte ซึ่งจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังจาก ISO และลดลงในกลุ่มที่ได้รับการรักษาด้วย ECH ดังรูปที่ 3E แสดง การประเมินการสะสมคอลลาเจนโดยการย้อมสี Masson พบว่าปริมาณคอลลาเจนในกระเป๋าหน้าท้องด้านซ้ายในหนู HF เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและลดลงอย่างเห็นได้ชัดหลังการรักษาด้วย ECH ซึ่งลด CVF ลงอย่างเห็นได้ชัด การวิเคราะห์ PCR แบบเรียลไทม์เผยให้เห็นว่าการถอดรหัส procollagen type Ⅰ นั้นได้รับการควบคุมในหนูแรท ISO และควบคุมลงในหนู ECH ผลลัพธ์เหล่านี้สอดคล้องกัน ดังรูปที่ 3B และ FG แสดง ข้อมูลระบุว่า ECH ช่วยลดการสะสมของคอลลาเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพ . จำนวนเซลล์ที่เป็นบวกของ TUNEL ใน cardiomyocytes เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในหนู HF เมื่อเทียบกับ Ctrl, ECH ช่วยลดการตายของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจได้อย่างเห็นได้ชัด และรูปที่ 3C-D แสดงภาพตัวแทนของเซลล์ที่เป็นบวกของ TUNEL ในสนามพลังงานต่ำและสูงตามลำดับ และรูปที่ 3H แสดงอัตราการตายของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจตาย ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่า ECH มีประสิทธิภาพในการย้อนกลับของกล้ามเนื้อหัวใจโตมากเกินไป กล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดคั่นระหว่างหน้า และการตายของเซลล์ และปรับปรุงการทำงานของหัวใจในหนู HF ที่เกิดจาก ISO

รูปที่ 3 ผลลัพธ์ของการย้อมสีทางเนื้อเยื่อวิทยาแสดงให้เห็นว่า ECH ย้อนกลับการเปลี่ยนแปลงของหัวใจห้องล่างซ้ายของหนู HF ที่เกิดจาก ISO

3.3|ECH ปกป้องโครงสร้างพื้นฐานของกล้ามเนื้อหัวใจในหนู HF

ผลการส่งสัญญาณไมโครกราฟอิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่าความเสียหายต่อโครงสร้างพื้นฐานของกล้ามเนื้อหัวใจสามารถลดลงได้โดย ECH ดังรูปที่ 4A-B แสดง Myofibrils เป็นการจัดเรียงแนวตั้ง โครงสร้าง sarcomere นั้นชัดเจน myofilaments ถูกจัดเรียงอย่างเรียบร้อย และเส้น Z มีความชัดเจน ไมโทคอนเดรียถูกจัดวางอย่างเป็นระเบียบและโครงสร้างที่ชัดเจนในหนู Ctrl อย่างไรก็ตาม myofibrils นั้นไม่เป็นระเบียบแตกและละลายโครงสร้างของ sarcomere นั้นคลุมเครือไม่มีเส้น Z มองเห็นโซนการหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจจำนวนและปริมาตรของไมโตคอนเดรียเพิ่มขึ้น mitochondria มีรูปร่างและขนาดต่างกัน โครงสร้างไม่ชัดเจน บวมและแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ยุบหรือจับเป็นก้อน และละลายเป็นแวคิวโอลในหนูแรท HF ECH ลดทอนการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อย่างเห็นได้ชัด เส้นใยกล้ามเนื้อหัวใจส่วนใหญ่จัดเรียงอย่างเป็นระเบียบและเส้นใยกล้ามเนื้อหัวใจมีความชัดเจน เส้น Z มีอยู่ แม้ว่าจะมีการสลายตัวของเส้นใยที่ชัดเจน โครงสร้างซาร์โคเมียร์มีความชัดเจน ความหนาแน่นของไมโตคอนเดรียลดลง รูปร่าง และขนาดจะโล่ง จัดเรียงอย่างเป็นระเบียบมากขึ้น ไมโทคอนเดรียบวมและแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย การยุบตัวหรือจับเป็นก้อน และ ECH จะลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับ HF ไมโทคอนเดรียบวมและแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย การยุบตัวหรือจับเป็นก้อน และการทำให้แวคิวออไลเซชันบางส่วนถูกระบุว่าเป็นการเสื่อมของไมโตคอนเดรีย ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ECH ปกป้องโครงสร้างพื้นฐานของกล้ามเนื้อหัวใจอย่างมีประสิทธิภาพ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งปกป้องสัณฐานวิทยาของไมโตคอนเดรียในหนู HF ดังที่แสดงไว้ในรูปที่ 4C-F

รูปที่ 4 ECH ปกป้องโครงสร้างพื้นฐานของ cardiomyocytes และสัณฐานวิทยาของยลของหนู HF ที่เกิดจาก ISO

3.4|ECH ควบคุมการแสดงออกของโปรตีน SIRT1, FOXO3a และ MnSOD

การวิเคราะห์ Western Blot แสดงให้เห็นว่าระดับการแสดงออกของโปรตีนของ SIRT1, FOXO3a และ MnSOD มีการควบคุมที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในหนู HF อย่างไรก็ตาม ECH จะควบคุมการแสดงออกของโปรตีนที่ลดลงอย่างเห็นได้ชัด แถบโปรตีนตัวแทนของ immunoblotting และผลการวิเคราะห์ทางสถิติแสดงไว้ในรูปที่ 5 ส่วนของข้อมูลบ่งชี้ว่า ECH เพิ่มการแสดงออกของโปรตีน SIRT1, FOXO3a และ MnSOD

3.5|ECH ยับยั้งความเครียดออกซิเดชันของยลในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อหัวใจห้องล่างซ้าย

ในส่วนนี้ ค่า ROS ของไมโตคอนเดรีย MMP ความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของ DNA ไมโตคอนเดรีย ปริมาณโปรตีนคาร์บอนิล และระดับลิพิดเพอร์ออกซิเดชันในไมโตคอนเดรียในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อหัวใจตายด้านซ้ายของหนูทดลองทั้งหมด และผลลัพธ์ก็สอดคล้องกับการทดลองในเซลล์ กล่าวคือ ECH ลด ROS ของไมโตคอนเดรีย ปกป้อง MMP บรรเทาระดับความเสียหายของ mtDNA ลดปริมาณโปรตีนคาร์บอนิลและลิพิดเปอร์ออกซิเดชันในไมโตคอนเดรีย ดังรูปที่ 6 แสดง

รูปที่ 5 ECH ควบคุมระดับการแสดงออกของโปรตีนของ SIRT1, FOXO3a และ MnSOD ซึ่งถูกควบคุมในหนูแรท HF

4|อภิปรายผล

การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่า ECH มีบทบาทอย่างมีประสิทธิผลในการป้องกันการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจและการปรับปรุงการทำงานของหัวใจผ่านการควบคุมแกนส่งสัญญาณ SIRT1/FOXO3a/MnSOD และยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรีย

ไมโตคอนเดรียเป็นแหล่งสำคัญของการสร้าง ROS โดยเป็นผลพลอยได้จากออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชั่น เนื่องจากอยู่ใกล้กับ ROS โปรตีนจากไมโตคอนเดรีย ลิพิด และ mtDNA เชื่อว่าเป็นเป้าหมายหลักของความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันหลังจากปล่อยไมโตคอนเดรีย ROS มากเกินไป 34,35 ความเสียหายนี้ไปกระตุ้นการผลิต ROS เพิ่มเติม วงจรอุบาทว์ยังคงดำเนินต่อไป ROS และความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันอาจนำไปสู่การเติบโตมากเกินไปของกล้ามเนื้อหัวใจ การตายของเซลล์ พังผืดคั่นระหว่างหน้า และ HF ผ่านการกระตุ้นเส้นทางการส่งสัญญาณหลายทาง35 ดังนั้น ดูเหมือนว่ายาที่กำหนดเป้าหมายการยับยั้งการเกิดออกซิเดชันของไมโตคอนเดรีย ความเครียดมีประสิทธิภาพในการป้องกันการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจ ECH เป็นฟีนิลทานอยด์ไกลโคไซด์ตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นส่วนประกอบของสมุนไพรจีนโบราณ Cistanche tubulosa มีการศึกษาอย่างกว้างขวางและได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาหลายประเภทในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เช่น การต่อต้านเนื้องอก การต่อต้านการตายของเซลล์ การต่อต้านริ้วรอย การป้องกันระบบประสาท และอื่นๆ การศึกษาได้พิสูจน์แล้วว่าการกระทำทางเภสัชวิทยาของ ECH ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารต้านอนุมูลอิสระและฤทธิ์ต้านการอักเสบ 18,21 และ ECH ลด ROS ของไมโตคอนเดรียและปกป้องการทำงานของไมโตคอนเดรียจากความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันในเซลล์ประสาท20,22 ในที่นี้ เราแสดงให้เห็นในตอนแรกว่า ECH ลด ROS ของไมโตคอนเดรียของคาร์ดิโอไมโอไซต์ ดังนั้น ปรับปรุง MMP ลดความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของ mtDNA โปรตีน และไขมัน ยับยั้งความเสียหายจากออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียอย่างมีประสิทธิภาพ และลดการตายของเซลล์ในหลอดทดลองและในร่างกาย ดังนั้น มันจึงย้อนกลับการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจตายและปรับปรุงการทำงานของหัวใจ หมายความว่า ECH เป็นยาชนิดใหม่ที่มีศักยภาพในการป้องกันการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจและ HF

ในสภาวะปกติ ROS ของไมโตคอนเดรียส่วนใหญ่จะถูกล้างโดย MnSOD ซึ่งกระจายในไมโตคอนเดรียและป้องกันความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรีย Ang II ลดการแสดงออกของ MnSOD ของ cardiomyocytes และกระตุ้นให้เกิดกล้ามเนื้อหัวใจโตมากเกินไป อย่างไรก็ตาม resveratrol สามารถเพิ่มการแสดงออกของ MnSOD และยับยั้งการขยายตัวของกล้ามเนื้อหัวใจตายที่เกิดจาก Ang II.36 ใน HF กิจกรรมของ MnSOD จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญและการสร้าง mitochondrial ROS จะเพิ่มขึ้น .37,38 ในหนูทดลองยีน MnSOD ที่จำเพาะต่อหัวใจ ไม่สามารถล้าง ROS ของไมโตคอนเดรียและ ROS เพิ่มขึ้นในเซลล์คาร์ดิโอไมโอไซต์ ซึ่งนำไปสู่ความผิดปกติของไมโตคอนเดรียและการขยายตัวของหัวใจแบบก้าวหน้า ในที่สุดก็นำไปสู่ภาวะหัวใจล้มเหลว39 ในการศึกษานี้ เรายืนยัน ว่าการแสดงออกของ MnSOD ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งถูกทำให้อ่อนลงโดยการบำบัดด้วย ECH และด้วยเหตุนี้ ROS ของไมโตคอนเดรียจึงลดลงและยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรีย หมายความว่า ECH ปกป้อง cardiomyocytes จากความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันผ่านการควบคุมการแสดงออกของ MnSOD เราจะสำรวจกลไกระดับโมเลกุลที่เป็นสาเหตุของผลกระทบเหล่านี้เพิ่มเติม

การแสดงออกของ MnSOD ถูกควบคุมโดย FOXO3a ซึ่งเป็นปัจจัยการถอดรหัสและผูกมัดในบริเวณโปรโมเตอร์ของยีนของ MnSOD และนำไปสู่การส่งเสริมการถอดรหัสยีน 40 SIRT1 เป็นโมเลกุลต้นน้ำของ FOXO3a และสามารถกระตุ้น FOXO3a ได้โดยการดีอะซีไทเลชัน แกนส่งสัญญาณ SIRT1/FOXO3a/MnSOD มีบทบาทสำคัญในการป้องกันความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันในเซลล์ประเภทต่างๆ การกระตุ้นแกนส่งสัญญาณโดย estradiol ยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันและปกป้องหัวใจ24; การกระตุ้นแกนสัญญาณโดย resveratrol ยับยั้งการตายของเซลล์ที่เกิดจากความเครียดออกซิเดชัน40; มิฉะนั้น angiotensin II จะยับยั้งเส้นทาง SIRT1/FoxO3a/MnSOD และก่อให้เกิดความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรีย ความเสียหายของ mtDNA ในเซลล์สร้างกระดูก 41 ชนิด 5 adenylyl cyclase จะเพิ่มความเครียดออกซิเดชันโดยการยับยั้งการแสดงออกของ MnSOD ผ่านทางเส้นทาง Sirt1/FoxO3a ที่พบว่า 42 การศึกษาในปัจจุบันพบว่า การแสดงออกของ SIRT1, FoxO3a และ MnSOD ลดลงอย่างมากในหนู HF และ mitochondrial ROS สูงขึ้นและความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงจะกลับกันโดย ECH งานวิจัยใหม่ระบุว่า ECH จับ SIRT1 โดยตรงเป็นลิแกนด์และก่อตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่มีพันธะโควาเลนต์ 9 พันธะและควบคุมการแสดงออกของ SIRT1 ในเซลล์ประสาทเพิ่มขึ้น26 สอดคล้องกับการศึกษานี้ การศึกษาในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่า ECH ยังเพิ่มการควบคุมการแสดงออกของ SIRT1 ใน cardiomyocytes จะควบคุมการแสดงออกของยีน MnSOD ผ่าน FoxO3a และยับยั้ง ROS ของไมโตคอนเดรียและความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน

ภาวะขาดเลือดขาดเลือดเรื้อรังในระยะยาวสามารถทำให้เกิดภาวะกล้ามเนื้อหัวใจตายได้ เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจที่จำศีลเหล่านี้มักจะแสดงการสูญเสียเส้นใยที่หดตัว มีไกลโคเจนแกรนูลมากเกินไปในไซโตซอล ซาร์โคพลาสมิกเรติคูลัม และท่อตามขวางจะหายไป43นอกจากนี้ยังมีความผิดปกติในขนาดและรูปร่างของไมโตคอนเดรีย , reactive myocardial hypertrophy และ interstitial fibrosis ซึ่งรองจากการสูญเสีย myocyte44 นอกจากนี้เรายังสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงข้างต้นในหนู HF ในการศึกษาของเรา ในขณะที่ ECH ช่วยบรรเทาการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้อย่างมาก เนื่องจากการศึกษาล่าสุดรายงานว่าการฟื้นตัวของการทำงานของหัวใจหลังความเครียดจากขาดเลือดอาจเป็น คุณลักษณะของการจำศีลของกล้ามเนื้อหัวใจ 45 ยังวัดระดับไกลโคเจนของกล้ามเนื้อหัวใจ ผลลัพธ์บ่งชี้ว่า ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างสามกลุ่ม ดังแสดงในรูปที่ 7J

การศึกษาก่อนหน้านี้ยังตรวจพบการจำศีลของกล้ามเนื้อหัวใจในแบบจำลองของสุกรหัวใจล้มเหลวที่ไม่ขาดเลือดโดยการเว้นจังหวะผนังที่ปราศจาก LV ด้วยความถี่สูง46 เนื่องจากสิ่งกีดขวางของหลอดเลือดขนาดเล็กมีบทบาทสำคัญในการจำศีลของกล้ามเนื้อหัวใจและส่งผลให้เกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อ และนั่นจะดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อ การอุดตันของ microvascular ถูกย้อนกลับด้วยยา47 ในปัจจุบัน การศึกษาบางงานสรุปว่าการรักษาด้วยการ revascularization therapy มีประสิทธิภาพในการจำศีลของกล้ามเนื้อหัวใจ โดยการใช้ HE และการย้อมสี Masson เราสังเกตว่าความหนาแน่นของกล้ามเนื้อหัวใจและหลอดเลือดแดงลดลงอย่างเห็นได้ชัดในหนู HF และบรรเทาลงอย่างเห็นได้ชัด โดย ECH ดังแสดงในรูปที่ 7A-H. การศึกษาก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นว่าสารประกอบธรรมชาติอื่นๆ เช่น ข้าวบาร์เลย์เบต้า-กลูแคนมีผลต่อการป้องกันโรคหัวใจโดยการเพิ่มการแสดงออกของ MnSOD, 48,49 และ MnSOD ที่เพิ่มขึ้นนั้นสัมพันธ์กับความหนาแน่นของเส้นเลือดฝอยในกล้ามเนื้อหัวใจที่เพิ่มขึ้นและการแสดงออกของ VEGF เราทำ RT-PCR เพื่อตรวจหาการแสดงออกของ VEGF ข้อมูลสอดคล้องกับการค้นหาการย้อมสีทางเนื้อเยื่อ ซึ่งหมายความว่า ECH อาจส่งเสริมการสร้างเส้นเลือดใหม่และเพิ่มความหนาแน่นของกล้ามเนื้อหัวใจตายผ่านการควบคุมการแสดงออกของ VEGF ดังแสดงในรูปที่ 7I การศึกษานี้พบว่า ECH สามารถป้องกันและเพิ่มเส้นเลือดฝอยและหลอดเลือดแดงของกล้ามเนื้อหัวใจได้ผ่านทางวิถี SIRTI/FOXO3a/MnSOD ที่ควบคุมและการแสดงออกของ VEGF ซึ่งจะช่วยยับยั้งกล้ามเนื้อหัวใจตายที่จำศีลและมีส่วนทำให้การทำงานของหัวใจดีขึ้น

Cistanche มีส่วนร่วมถึงปรับปรุงการทำงานของหัวใจ.

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม กรุณาคลิกที่นี่

ข้อสังเกต การเสียชีวิตจากการตายของเซลล์ cardiomyocyte เป็นการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาที่สำคัญในภาวะหัวใจล้มเหลว และการศึกษาในปัจจุบันได้ยืนยันว่าเซลล์ apoptotic จำนวนมากในหนู HF และ ECH ช่วยลดการตายของเซลล์ได้อย่างมีนัยสำคัญผ่านการควบคุมเส้นทาง SIRTI/FOXO3a/MnSOD และยับยั้ง ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียตามที่กล่าวไว้ข้างต้น

เหนือสิ่งอื่นใด ECH จะย้อนกลับการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจตายและปรับปรุงการทำงานของหัวใจผ่านการควบคุมแกนส่งสัญญาณ SIRT1/FoxO3a/MnSOD ซึ่งจะช่วยยับยั้งความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไมโตคอนเดรียและลดการจำศีลของกล้ามเนื้อหัวใจตาย ดังนั้นจึงแนะนำว่า ECH เป็นยาที่มีศักยภาพในการป้องกันหรือรักษาการเปลี่ยนแปลงของกล้ามเนื้อหัวใจและ HF