褐藻胶寡糖延缓心肌细胞老化的作用及其机制研究

Aging is associated with profound changes in the structure and function of the heart, and the underlying mechanisms remain to be elucidated. Our previous studies have found that age related mitochondrial dysfunction induced oxidative stress and inflammatory response, and eventually leads to cardiac dysfunction in aging mice. Alginate Oligosaccharide (AOS) is considered to have antioxidant biology function, and our experiment results have shown that AOS significantly inhibited hydrogen peroxide (H2O2)-induced H9C2 cardiomyocyte senescence. Therefore, we propose a hypothesis that AOS may via reducing mitochondrial dysfunction, oxidative stress and inflammatory response then inhibit the occurrence and development of cardiomyocyte senescence. To test this hypothesis, we intend to adopt the natural aging induced C57BL/6J mice cardiac aging model to investigate the effects and possible mechanisms of AOS on cardiac aging in vivo. In the in vitro study, we will further investigate the effects and mechanisms of AOS on H2O2-induced H9C2 cardiomyocyte and primary cultured rat cardiomyocyte senescence. This study will provide new theoretical basis to the prophylaxis and treatment of cardiomyocyte senescence, and then provide effective interventions to prevent the cardiac insufficiency caused by aging.

心肌细胞老化导致明显的心脏结构和功能改变，其发生机制尚不清楚。我们的前期研究发现，老化相关的线粒体功能障碍诱导了氧化应激和炎症应答，最终导致老化小鼠的心脏功能障碍。褐藻胶寡糖（AOS）被认为具有抗氧化的生物学功能，我们的实验结果显示，AOS可以显著抑制过氧化氢（H2O2）诱导的H9C2心肌细胞老化。为此，我们提出假说：AOS可能通过抑制线粒体功能障碍、氧化应激和炎症应答，进而抑制心肌细胞老化的发生和发展。为了验证这一假说，我们拟采用自然老化诱导的C57BL/6J小鼠心脏老化动物模型，在整体水平上研究AOS对自然老化诱导的小鼠心脏老化的作用及其可能的分子机制；并进一步在细胞水平上研究AOS对H2O2诱导的H9C2心肌细胞系以及原代培养的大鼠心肌细胞老化的影响及其可能的分子机制。本研究将为心肌细胞老化的防治提供新的理论依据，为预防心肌细胞老化导致的心脏功能障碍提供有效的干预靶点。

目前研究认为，衰老是伴有进行性心肌重构和心脏储备功能下降等多种生物学适应的病理生理过程。心脏衰老导致明显的心脏结构与功能改变，其机制与衰老相关的线粒体功能障碍诱导氧化应激和炎症应答，进而导致心脏功能障碍有关。褐藻胶寡糖（AOS）被认为具有抗氧化的生物学功能，我们的预实验结果显示，AOS显著抑制过氧化氢（H2O2）诱导的H9C2心肌细胞衰老。为此，我们提出假说：AOS可能通过抑制线粒体功能障碍、氧化应激和炎症应答，进而抑制心脏衰老的发生和发展。为了验证这一假说，我们拟在整体水平研究AOS对D-半乳糖诱导的小鼠心脏衰老的作用及其可能的分子机制，并进一步在细胞水平研究AOS对H2O2诱导的H9C2心肌细胞系以及原代培养的大鼠心肌细胞衰老的影响及其可能的分子机制。本研究发现，在整体水平AOS显著抑制D-半乳糖诱导的C57BL/6J小鼠心脏衰老的发生和发展，并且在细胞水平AOS显著抑制过氧化氢（H2O2）诱导的H9C2心肌细胞与原代心肌细胞衰老。AOS通过抑制线粒体功能障碍和氧化应激水平、增强线粒体生物合成功能及机体抗氧化能力，最终抑制心脏衰老和心脏功能障碍的发生和发展。AOS通过抑制H2O2诱导的心肌细胞氧化应激水平、增强线粒体的生物合成功能及抗氧化能力，最终抑制心肌细胞衰老进展。本研究为心脏衰老的防治提供了新的理论依据和有效的干预靶点。