摘要
蒽环类药物如阿霉素（DOX）是临床常用的抗肿瘤化疗药物，但是可导致严重的心脏毒性，限制其在临床上的应用。线粒体是阿霉素心脏毒性作用的关键靶标。当前以线粒体为靶标发现药物或先导化合物已成为抗阿霉素心肌病新药创制的重要途径。四逆汤是张仲景《伤寒论》中的经典名方，由附子、干姜、炙甘草组成，其在抗阿霉素心肌病实验研究和临床实践中取得一定疗效，但其有效成分不清楚，作用机制不明确。本研究以心肌线粒体为靶标，揭示四逆汤抗阿霉素心肌病活性成分和作用机制。 本论文首先以心肌线粒体膜为活性成分识别载体，采用氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）固定相修饰策略，制备全新的心肌线粒体膜共价固定化生物色谱柱（CMMC），柱寿命可达10天以上。在此基础上，构建了全二维共价固定化生物色谱分析系统，鉴定得到了24种四逆汤靶向心肌线粒体的成分，结合体外阿霉素诱导的H9c2心肌细胞损伤模型，从24种结合成分中，鉴定了宋果灵、尼奥林、塔拉萨敏、8-姜酚、异甘草素5种具有潜在线粒体靶向能力的四逆汤抗阿霉素心脏毒性活性成分。 根据组分配伍研制现代中药的理论和体外活性评价结果，从附子、干姜、炙甘草中分别选择宋果灵（S）、8-姜酚（G）、异甘草素（I）作为活性成分组合物SGI。在细胞水平上，发现SGI较单药可显著减轻阿霉素引起的心肌细胞凋亡，抑制细胞内ROS的生成，增加心肌细胞内ATP浓度和线粒体膜电位，且不影响阿霉素对HepG2和K562两种肿瘤细胞的抑制作用。整体动物实验发现SGI可降低阿霉素引起的动物死亡率，减轻阿霉素处理动物的心肌毒性，增强心功能，改善心肌线粒体超微结构。 为阐明SGI组合物抗阿霉素心肌病的作用机制，本论文建立了基于心肌线粒体质谱代谢组学和蛋白组学的中药作用机制研究新方法，分别表征SGI拮抗阿霉素病的心肌线粒体代谢谱和蛋白质组，鉴定了16种差异代谢物和222种差异表达蛋白，整合代谢和蛋白组学研究发现SGI组合物主要通过回调脂肪酸β氧化、支链氨基酸代谢、三羧酸循环等能量代谢相关途经，改善心肌线粒体能量代谢；提高线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2和Opa1的表达，调控线粒体动力学，减轻阿霉素心肌毒性。 本论文以心肌线粒体为活性成分和作用机制识别载体，从四逆汤中将SGI组合物确定为一种减轻阿霉素心肌损伤且保持其抗癌活性的新型候选药物，对阿霉素心肌毒性的机制认识和临床防治具有重要意义。本研究也表明全二维共价固定化线粒体膜生物色谱分析系统可用于高通量发掘中草药靶向线粒体的药效活性物质。
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