基于能量代谢从AMPK/mTOR通路调控心肌自噬探讨养心康改善心室重构的作用机制

Myocardial energy metabolism abnormality can lead to ventricular remodeling, but its specific mechanism is still unknown.The research have found that AMPK/mTOR signal pathway acting as a switch between cell energy catabolism and anabolism, which can lead to ventricular remodeling mediated by autophagy in myocardial cells. Early studies have shown Yangxinkang can improve ventricular remodeling，affect the AMP/ATP ratio, regulate myocardial autophagy level, and increasing ratio of AMP/ATP ,which is an important factor in the activation of AMPK. Accordingly, we speculated that the Yangxinkang can improve ventricular remodeling mechanism may be through the regulation of myocardial cell energy metabolism, intervention AMPK/mTOR signal pathway, regulation the level of myocardial autophagy. This study is to observe the regularity of failure myocardial energy metabolism, to clarify the function and the molecular mechanism of myocardial energy metabolism abnormality in ventricular remodeling through specific activation or inhibition of AMPK-mTOR pathway, with ultrastructure of autophagosome and autophagic membrane protein markers as the vector observation system；With the intervention of Yangxinkang, through in-vivo and in-vitro experiments to observe the impact of Yangxinkang on myocardial energy metabolism AMPK/mTOR signal pathway, cardiac autophagy and ventricular remodeling.In the whole, organ, cell and molecular level,to clarify the mechanism of preventing ventricular remodeling by Yangxinkang .

心肌能量代谢异常能够导致心室重构，但具体机制不明。研究发现AMPK/mTOR 信号通路是细胞能量合成/分解代谢的开关，该通路能够通过介导心肌细胞自噬引起心室重构。前期研究显示养心康能够改善心室重构，影响AMP/ATP比值，调控心肌自噬水平，而AMP/ATP比值升高是激活AMPK的重要因素。据此我们推测养心康改善心室重构的机制可能是通过调节心肌细胞能量代谢，干预AMPK/mTOR信号通路调控心肌细胞自噬水平而实现的。本项目拟观察衰竭心肌的能量代谢规律，通过特异性激活或抑制AMPK/mTOR通路，以自噬体超微结构及自噬体膜蛋白标志物为观察载体系统，阐明心肌能量代谢异常在心室重构发展中的作用及分子机制；在养心康干预下，通过在体和离体实验，观察养心康对心肌能量代谢、AMPK/mTOR信号通路、心肌细胞自噬和心室重构的影响，在整体、器官、细胞及分子水平上阐明养心康防治心室重构的作用机制。

慢性心力衰竭( Chronic heart failure，CHF) 是多种心血管疾病的终末阶段，据统计目前全球心力衰竭患者约有2600万，我国心衰患病率为0.9%，心衰患者的总数超过400万人。心室重构是导致心力衰竭的重要机制，防止心室重构是治疗心力衰竭的重要途径，心衰时心肌能量代谢的改变促进心肌重构和慢性心衰的病程进展，但机制不明。本项目在动物整体水平探索了心肌能量代谢、AMPK/mTOR通路介导的心肌细胞自噬在心力衰竭心室重构中的作用；观察了养心康片对心梗后心力衰竭动物模型心脏功能、心室重构、心肌能量代谢、AMPK/mTOR通路介导的心肌细胞自噬的影响，深入探讨了养心康治疗心力衰竭的作用机制。研究结果显示：在整体动物水平发现心力衰竭模型心肌细胞存在着能量代谢异常，AMP/ATP比值升高，AMPK/mTOR信号通路活化，心肌细胞的自噬通量增加，心肌细胞自噬存在过度激活，心肌细胞凋亡增加，心衰模型的心肌纤维化、心室重构程度加重。在整体动物水平我们还证实养心康片能够改善心力衰竭模型的心脏功能，降低左室舒张末内径，提高LVEF值，减轻心肌纤维化，减少心衰模型的心肌细胞凋亡，改善心室重构。养心康片能够提高模型动物心肌细胞的ATP水平，降低AMP水平，降低AMP/ATP比值，抑制AMPK/mTOR通路活化，降低心衰模型心肌细胞自噬水平，特异性阻断AMPK/mTOR通路后，养心康片对心衰模型的心脏保护作用降低。在细胞水平我们发现养心康含药血清能够增加缺氧复氧心肌细胞的存活率，降低心肌细胞的自噬通量，减少心肌细胞凋亡。本研究结果提示养心康片改善心衰模型的心脏功能，防治心室重构的作用可能是通过改善心衰模型心肌的能量代谢，抑制AMPK/mTOR通路活化，防止心衰模型心肌细胞自噬的过度激活而实现的。本研究丰富了祖国医学关于心衰防治的内容，为中医药的理论研究提供了新的思路。