摘要
背景 心力衰竭(heartfailure,HF)是由于心脏泵血功能受损,心排血量无法满足全身组织基本代谢而形成的综合征。HF患者会出现体液潴留、活动受限,甚至呼吸困难等症状,严重影响其生活质量,且HF的发病率随年龄的增长而增加,预后差,对患者寿命有较大的威胁。《2021 ESC急慢性心力衰竭诊断和治疗指南》将射血分数<40%的心衰称为射血分数降低的心衰(Heart failure with reduced ejection fraction,HFrEF),其死亡率高,临床治疗效果不理想,对其治疗方案有待进一步探讨。中医中药在治疗心衰方面有着丰富的经验,具有多途径、多靶点及安全有效的特点,能够减轻患者痛苦,改善患者症状。黄芪保心汤应用多年,在治疗心衰方面有着满意的疗效,前期研究表明,黄芪保心汤可改善扩张型心肌病及心梗后心衰患者的心功能,并部分阐释了其作用机制,但黄芪保心汤对HFrEF的研究相对较少。 研究一基于网络药理学方法研究黄芪保心汤治疗HF的作用靶点及作用机制 目的 基于网络药理学方法研究黄芪保心汤治疗HF的作用靶点及作用机制 方法 检索TCMSP数据库(OB>30%及DL≥0.18)及BATMAN-TCM数据库(score cutoff≥20且P-value cutoff<0.05),得到黄芪保心汤的化学活性成分,同时搜索文献进行补充。利用UniProt数据库找到对应的基因,即可形成黄芪保心汤活性成分作用的药物靶点。查询 TTD、DisGeNET、Drugbank、GeneCards 及 OMIM 数据库中关于"heart failure"的相关疾病靶点,综合后去除重复部分,得到HF的疾病靶点。将黄芪保心汤药物成分靶点与HF靶点取交集,可作为黄芪保心汤治疗HF的潜在靶点。利用Cytoscape3.8.2软件绘制“中药-活性成分-疾病靶点”多维调控网络。使用clusterProfiler对交集靶点进行了基于GO及KEGG的富集分析。再利用STRING数据库构建交集靶点的蛋白质互作网络,使用节点的连接度(DegreeTOP5)识别网络中核心基因。应用Autodock4.2软件对黄芪保心汤中的4个核心靶蛋白(AKT1、IL-6、TNF-α和MMP9)与其靶向OB值最高的一种活性成分做分子对接,导入PyMol软件进行可视化处理。 结果 综合所有药物的活性成分后,黄芪保心汤中含有188种活性成分,509个药物靶点,HF有3190个疾病靶点,二者取交集,共获得275个交集靶点和177个药物活性成分。对275个交集靶点进行了基于GO及KEGG的富集分析,主要富集到了:肽反应、伤口愈合、缺氧反应等GO术语;PI3K/Akt信号通路、MAPK信号通路、AGE-RAGE信号通路等KEGG通路。核心靶点前20位分别为:AKT1、IL-6、TNF-α、VEGFA、TP53、IL-1β、EGFR、SRC、JNK、ESR1、CASP3、STAT3、FN1、HIF-1α、C-MYC、EGF、MMP9、PTGS2、PPARG、PTEN。对黄芪保心汤中的4个核心靶蛋白(AKT1、IL6、TNF和MMP9)与其靶向OB值最高的一种活性成分做分子对接后发现,黄芪保心汤能稳定地对接到核心靶点蛋白结构的活性口袋中,结合能均小于0,显示了两者之间具有良好的结合能力。 结论 黄芪保心汤对HF的治疗是多靶点、多途径的,其核心作用靶点主要有AKT1、IL-6、TNF-α、VEGFA、MMP9 等,KEGG 主要富集到了:PI3K/Akt 信号通路、MAPK信号通路、AGE-RAGE信号通路等KEGG通路,其中以PI3K/Akt信号通路最为显著。分子对接结果显示,黄芪保心汤关键有效成分和HF核心靶点结合能均小于0,表明两者之间可以稳定的结合。由此推断PI3K/Akt信号通路是黄芪保心汤治疗HF的主要作用途径之一。 研究二黄芪保心汤对气阴两虚血瘀型HFrEF患者的临床疗效观察 目的 观察黄芪保心汤对气阴两虚血瘀型HFrEF患者的临床疗效,为中医药治疗HFrEF提供理论支持。 方法 选取2021年12月-2022年12月期间在徐州市中医院心血管科住院治疗的气阴两虚血瘀型HFrEF患者64例。利用随机数表法生成随机数字,将符合标准的患者随机分为对照组(32例)及治疗组(32例)。对照组采用标准西医治疗方案,包括BB、MRA、ARNI及SGLT2i。治疗组在对照组基础上加用黄芪保心汤口服,在治疗前及治疗30天结束后分别检测患者的肝功能、肾功能、hs-CRP、NT-proBNP及IL-6指标,测量LVEF,进行中医证候积分、MLHFQ、纽约心功能评定、6MWT,观察比较疗效。 结果 1.两组治疗后中医证候积分、MLHFQ评分均较前降低(P<0.001),且上述指标在治疗前后差值方面,治疗组优于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);在中医证候疗效评价方面,治疗组患者总有效率为86.67%。对照组患者总有效率为75.86%,差异无统计学意义(P>0.05); 2.两组NYHA心功能分级:治疗组总有效率为93.33%,对照组为89.66%,治疗组显效、有效、无效分别为4例、24例、2例,对照组分别为3例、23例、3例,经卡方检验,两组差异无统计学意义(P>0.05); 3.两组治疗后6MWT步行距离均较前增加(P<0.001),两组治疗后6MWT差异无统计学意义(P>0.05),但两组治疗前后6MWT差值比较,差异有统计学意义(P<0.05); 4.两组治疗后LVEF水平均较前增加(P<0.001),但上述指标在治疗前后差值方面,无统计学差异(P>0.05); 5.两组治疗后血浆NT-proBNP水平较前均降低(P<0.001),但在治疗前后差值方面,两组差异无统计学意义(P>0.05); 6.两组治疗后hs-CRP水平、IL-6水平均较前降低(P<0.05),但在hs-CRP治疗前后差值方面,两组差异无统计学意义(P>0.05),在IL-6治疗前后差值方面,两组差异有统计学意义(P<0.05); 7.安全性评价:治疗前后两组患者AST、ALT、Cr及BUN水平差异均无统计学意义(P>0.05)。 结论 HFrEF患者治疗前NT-proBNP、hs-CRP及IL-6指标较正常水平升高,黄芪保心汤联合标准西医治疗方案,可改善气阴两虚血瘀型HFrEF患者的症状及心功能,降低hs-CRP、NT-proBNP及IL-6,可能部分通过抑制炎症反应实现。 研究三 黄芪保心汤改善心衰大鼠心功能的机制研究 目的 观察黄芪保心汤改善冠脉结扎心衰大鼠炎症反应、心肌形态、心肌细胞凋亡的作用,进一步研究该作用和PI3K/Akt信号通路是否存在关联,分析黄芪保心汤改善冠脉结扎心衰大鼠炎症反应、心肌细胞形态、心肌细胞凋亡的作用机理。 方法 应用随机数字表法从70只SD大鼠中选取8只为假手术组(仅在前降支穿线不结扎),其余62只大鼠行冠脉结扎法(结扎前降支,4周)建立心衰模型,彩超验证后共成模40只,随机分组给药如下:模型组(等量生理盐水)、黄芪保心汤高、中、低剂量组(分别为23.22g、11.61g、5.805g生药/kg)和卡托普利组(6.75mg/kg),每组8只,另有假手术组大鼠8只(等量生理盐水),连续4周每天灌胃给药1次,末次给药后,超声心动图检测大鼠心脏结构及功能改变;ELISA法测定大鼠血清及组织中IL-6、MMP-9的水平;HE染色观察大鼠心肌组织形态学改变;TUNEL染色检测大鼠心肌细胞凋亡程度;Western blot检测各组心衰大鼠心肌组织Bcl-2、Bax、Caspase-3及PI3K/AKT通路蛋白表达。 结果 1.与假手术组比较,模型组大鼠LVEDD、LVESD升高(P<0.05),EF和FS数值均降低(P<0.05);大鼠血清及心肌组织中IL-6、MMP-9含量明显升高(P<0.05);HE染色显示心肌细胞出现肥大、坏死及纤维化,心肌纤维排列紊乱,间质水肿,炎症细胞浸润;TUNEL染色显示心肌细胞凋亡率升高(P<0.05);Western blot检测显示心肌组织 Bax、Caspase-3 表达升高(P<0.05),Bcl-2 下降(P<0.05),p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT降低(P<0.05)。 2.与模型组比较,黄芪保心汤高、中、低剂量组及卡托普利组大鼠LVESD均降低(P<0.05),EF和FS数值均升高(P<0.05),黄芪保心汤中剂量组LVEDD降低(P<0.05);大鼠血清及心肌组织中IL-6、MMP-9的水平降低(P<0.05);HE染色显示黄芪保心汤低、中、高剂量组心肌细胞肥大、坏死、纤维化情况及间质水肿、炎症细胞浸润情况随着剂量的增加而减轻,心肌纤维排列也逐渐趋于有序;TUNEL染色显示黄芪保心汤低、中、高剂量组及卡托普利组大鼠心肌细胞凋亡率降低(P<0.05);Western blot检测显示黄芪保心汤中、高剂量组及卡托普利组心肌组织Bax、Caspase-3蛋白表达下降(P<0.05),Bcl-2 升高(P<0.05),中、高剂量组及卡托普利组 p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT升高(P<0.05)。 结论 黄芪保心汤可减轻冠脉结扎心衰大鼠炎症反应、降低心肌细胞纤维化水平,抑制心肌重塑,通过PI3K/Akt信号通路下调Bax、Caspase-3蛋白表达,上调Bcl-2蛋白表达,发挥抑制心肌细胞凋亡,改善心功能的效果。