心复康口服液对心衰大鼠心肌线粒体内膜功能及能量代谢蛋白质组学研究

Heart failure is a clinical diseases of the circulatory system to develop into a serious complication of end-stage. Myocardial structural remodeling of heart failure is unlikely to reverse the pathological basis, energy metabolism remodeling before remodeling pathological manifestations. Mitochondria as organelles only energy synthesis plant, the process of myocardial ischemia and hypoxia caused by a variety of factors, the first thing that the functional changes and damage cells. Studies have confirmed positive intervention effect on mitochondrial function structure, energy metabolism, the synthesis of the energy substances, energy substances transporters and other sectors have different levels of, Xinfukang oral solution, the reversal of heart failure is good myocardial mitochondrial metabolic disorders energy substances generated obstacles, the role of energy material transport barriers antagonistic heart failure is significant myocardial structure and function of remodeling. Mitochondrial energy production and transit of critical parts of the study - study mitochondrial inner membrane of the intima use of high-throughput research methods - ITRAQ proteomics technology, Kang oral liquid on heart complex endometrial oxidative phosphorylation and transport processes of energy substances without missing a variety of enzymes to conduct a comprehensive study of protein expression in the real reduction of mitochondrial energy metabolism. Give a comprehensive study of the Heart Rehabilitation treatment of heart failure myocardial mitochondrial energy metabolism.

心力衰竭是临床循环系统疾病发生发展到终末期出现的严重并发症。其中心肌结构重构是心衰难以逆转的病理基础，而能量代谢重塑是先于结构重塑的病理表现。线粒体在各种因素造成的心肌细胞缺血缺氧过程中又是最先出现功能变化及损害的细胞器。研究已证实，心复康口服液对线粒体功能结构、能量代谢、能量物质的合成、能量物质的转运等环节均有不同程度的阳性干预作用，有很好的逆转心力衰竭是心肌细胞线粒体代谢障碍，能量物质生成障碍，能量物质转运障碍的作用，拮抗心力衰竭是心肌结构及功能重构作用显著。本研究以线粒体能量合成及转运的关键部位-线粒体内膜为研究对象，对内膜运用高通量的研究方法--ITRAQ蛋白组学技术，就心复康口服液对内膜氧化磷酸化及能量物质转运过程中各种酶及蛋白质的进行研究，并对线粒体功能进行测定，真实还原线粒体能量代谢障碍的蛋白质表达。对心复康治疗心力衰竭心肌线粒体能量代谢相关蛋白质机制给予研究。

研究背景：目前，心力衰竭的防治仍为医疗及生物学界的严峻挑战之一，亟待新的治疗策略。线粒体内膜作为氧化代谢的主要场所，改善其组分蛋白的病理性表达可作为延缓心衰病理进程的新靶点，但目前参与心衰病理机制的内膜蛋白病理性表达全貌仍未清晰。心肌中存在肌膜下线粒体(subsarcolemmal mitochondria, SSM)与肌纤维间线粒体（interfibrillar mitochondria, IFM）两大线粒体亚群。在不同的病理模型中，SSM、IFM表现出结构和功能损伤的异质性，但目前中药对模型动物心肌线粒体损伤的疗效研究尚缺乏对SSM与IFM的全面研究。因此，本课题为掌握心衰心肌线粒体内膜蛋白的病理性表达概况，并深入分析心复康抗心力衰竭的疗效机制，开展了以心衰心肌线粒体亚群内膜蛋白质组学为核心的全面系统研究。主要研究内容：本研究通过建立急性心梗后心衰大鼠动物模型，以心肌线粒体形态学、氧化磷酸化相关功能与心肌线粒体内膜蛋白质组学研究相结合的实验方法，系统性探索心衰心肌线粒体能量代谢障碍的关键病理环节，阐释心复康调节心肌能量代谢的疗效机制。并基于心肌线粒体蛋白转运功能相关蛋白表达水平的测定，研究心力衰竭心肌线粒体内膜蛋白表达异常的病理机制。重要结果及关键数据：心衰心肌线粒体形态学损伤以IFM亚群为著，且其氧化磷酸化功能显著受损，表现为ATP合成效率降低，氧化磷酸化相关复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ的活性下调，膜电位下降，线粒体膜通透性增强等；心衰心肌线粒体存在内膜蛋白的转运机制障碍；心衰心肌线粒体内膜蛋白的病理性表达主要位于IFM亚群，而心复康可显著上调IFM内膜上的线粒体融合、内膜结构相关、氧化磷酸化功能及蛋白转运机制相关蛋白，提示其可通过改善心肌线粒体动力学,启动线粒体内膜结构的损伤修缮、促进氧化磷酸化机能恢复、膜电位稳定以及蛋白转运功能正常等一系列良性循环调节，改善心衰心肌的能量代谢障碍。科学意义：本研究为心衰心肌线粒体相关病理机制的深入挖掘以及心复康等中药抗心力衰竭的疗效机制研究开拓新方向。