中科院1区: 解码心宝丸的抗心力衰竭激活AMPKα1机制和活性化合物筛选

【写在前面】：本期推荐的是由广州中医药大学第二附属医学院、广东省中医急救研究重点实验室、广州中医药大学第二临床医学院等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF8.3）的一篇文章，解码心宝丸的抗心力衰竭作用：AMPKα1激活和活性化合物筛选。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Decoding the anti-heart failure effects of Xinbao Pills: AMPKα1 activation and active compound screening

背景

以前的研究集中在心宝丸（XBP）对心力衰竭（HF）的保护作用，而与基于射血分数的分类无关，然而，目前还没有关于XBP在射血分数降低的HF中的机制和活性化合物的报道（HFrEF）。

目的

本研究旨在阐明XBP的抗HFrEF作用和机制，并鉴定其活性化合物。

方法

建立了阿霉素诱导的HFrEF大鼠和H2O2诱导的H9c2心肌细胞损伤。经胸超声心动图，HE染色，商业测定试剂盒和细胞流式细胞术分析用于评估XBP的心脏保护作用。随后，使用心肌能量代谢组学和转录组学来探索XBP的机制，这通过蛋白质印迹和商业测定试剂盒进行了验证。采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS），高通量分子对接，分子动力学模拟分析和体外验证来探索XBP的活性成分。

结果

XBP改善HFrEF大鼠的心功能（射血分数：81.1 vs DOX 55.3%，p<0.001，心输出量：71.3 vs DOX 47.3μl/min，p=0.002等），并保护心肌H9c2心肌细胞免受损伤（细胞活力：0.56 vs DOX 0.35，p<0.05，LDH:3562 vs DOX 7073 ng/ml，p<0.05等），增强心肌能量代谢水平（ATP:2887 vs DOX 809.9 nM，p<0.05，谷氨酰胺：387.4 vs DOX 212.8μM，p

结论

我们的研究结果表明，AMPKα1途径是XBP抗HF作用不可或缺的组成部分，关键鉴定的化合物可能有助于XBP的药理保护，提供了一种新的机制理解并鉴定了XBP的主要活性化合物。

图文摘要

【前言】

心宝丸（XBP）是中国国家医药管理局于1996年批准的一种中药汤剂，由多种草药和生物活性物质组成，包括洋金花、人参、肉桂、附子、鹿茸、冰片、人工麝香、三七、蟾酥。XBP已在临床上应用了二十多年，并在HF研究中作为阳性对照药物。临床试验表明，它可以改善纽约心脏协会（NYHA）的分类，增加6分钟步行距离，每搏输出量（SV）和心输出量，并降低左心室收缩末期直径（LVESD）和血浆NT-proBNP水平等。最近的研究表明，XBP通过减轻心肌肥大和增强心脏功能来减轻HF进展。我们的初步研究进一步表明，XBP通过能量代谢调节发挥心脏保护作用。然而，确切的药理作用，潜在机制和负责其心脏保护潜力的活性化合物仍未得到充分探索，值得进一步研究。

在这项研究中，我们证明了XBP显著改善了HFrEF大鼠的心脏功能，并保护了H9c2心肌细胞免受H₂O₂-诱发损伤。XBP主要通过激活AMPKα1途径增强心肌能量代谢和线粒体呼吸功能。通过高通量分子对接，分子动力学模拟分析和实验验证，我们确定了山奈酚-7-O-葡萄糖苷，木犀草素-7-O-葡萄糖苷，罗汉果苷，异鼠李素-3,7-O-二葡萄糖苷和山奈酚-7-O-鼠李糖苷是XBP的主要活性化合物。我们的研究结果强调了AMPKα1在介导XBP的抗HF作用中的关键作用，并初步鉴定了其关键活性化合物。这项工作为发现具有有效抗HF特性的XBP衍生的药理活性化合物提供了有价值的见解。然而，我们承认，目前的研究为筛选的活性化合物调节AMPKα靶标提供了体外证据，其体内药代动力学特征和潜在的协同作用仍有待进一步研究。有必要进行其他机理研究，以阐明这些化合物与AMPKα之间的直接结合和详细的调节相互作用。生物层干涉测量（BLI）或表面等离子体共振（SPR）测定以及进一步的体内药理学实验可用于验证结合亲和力，定量表征化合物AMPK相互作用及其体内心脏保护。此外，它还保证我们探索AMPKα的激活如何导致HFrEF中观察到的心脏功能和线粒体功能的改善，这正在我们的后续研究中计划进一步描述精确的结合动力学，调节机制和药理功效。

【结果部分】

1.XBP和TMZ管理的时间表和持续时间，以及研究数据集构建的流程图。

2.心宝丸对H9c2心肌细胞和大鼠的心脏保护作用。

3.心宝丸对大鼠能量代谢和线粒体功能的保护作用。

4.心宝丸对H9c2心肌细胞能量代谢和线粒体功能的保护作用。

5.心宝丸上调AMPKα通路，对H9c2心肌细胞和心力衰竭大鼠发挥心脏保护作用。

6.心宝丸多组分的定量检测及其药理作用。

7.通过虚拟筛选鉴定XBP的潜在药理化合物。

8.筛选出的XBP潜在化合物调节AMPKα的药理作用验证。

9.AMPKα1激活与XBP保护的相关性分析。

10.XBP的分子作用机制图。XBP增加AMPKα的表达以发挥HFrEF大鼠的心脏功能和H9c2细胞的心肌细胞保护作用，并增强心肌能量代谢水平和保护线粒体功能。

【结论与讨论】

在本研究中，我们在体内和体外证明XBP通过调节AMPKα途径来调节心肌能量代谢，从而保护HFrEF心脏的心脏功能。我们证实，XBP中的山奈酚-7-O-葡萄糖苷*，木犀草素-7-O-葡萄糖苷和罗汉果苷，异鼠李素-3,7-O-二葡萄糖苷，山奈酚-7-O-鼠李糖苷，表儿茶素没食子酸酯和Nepetin-7-O-葡萄糖苷可以保护心肌细胞免受损伤并上调AMPKα的表达，但它们是否具有与XBP相似的药效学作用，以及它们是否是XBP中发挥其药用作用的主要活性化合物值得更详细的研究。应采用生物层干涉法（BLI）或表面等离子体共振（SPR）测定以及进一步的体内药理学实验来验证结合亲和力，定量表征化合物AMPK相互作用及其体内心脏保护作用。

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