多模态Micro PET/CT评价蒙药广枣-7味丸对心肌缺血/再灌注后氧化应激损伤的影响与作用机制

Myocardial ischemia/reperfusion oxidative stress injury can induce cardiac dysfunction, biochemical metabolic disturbance, myocardial infarct size enlargement and pathologic change of myocardium. Researches have shown that plenty of oxygen radical produced by oxidative stress is the vital pathogenic factor of ischemia/reperfusion injury. The oxygen radical can destroy nucleic acid, protein, amino acid and lipid compound, induce lipid peroxidation chain reaction and lead to cellular damage, necrosis and apoptosis. The pharmacology research consider that the effective constituent of Fructus Choerospondiatis -7 pill can obviously reduce myocardial oxygen consumption, enhance hypoxia tolerance, dilate coronary arteries, improve microcirculation, scavenge oxygen radical and increase myocardial superoxide dismutase activity. The traditional appraisal methods for Mongolian medicine include serological indicator detection, electrocardiogram, echocardiography and histopathology. However, Mongolian medicine works since each component collaborates from many angles including multiple targets, multiple ways and multiple levels to regulate body functionality and to cure. This research utilize the multimodal live function function imaging instrument Micro PET/CT, observe the effect of Fructus Choerospondiatis-7 pill in rat myocardial ischemia/reperfusion oxidative stress injury dynamically and noninvasively, deeply study the mechanism and provide reliable theoretical foundation for clinical application.

心肌缺血-再灌注损伤可引起心脏功能障碍、生化代谢异常、心肌梗死面积扩大及心肌组织病理改变。研究表明，氧化应激产生的大量氧自由基是缺血-再灌注损伤非常重要的发病因素。氧自由基可以破坏核酸、蛋白质、氨基酸和脂类化合物,引发链式脂质过氧化反应、造成细胞损伤、坏死、凋亡。药理学研究认为，蒙药广枣-7味丸的有效成分能明显降低心肌耗氧量、提高耐缺氧能力、扩张冠状动脉、改善微循环、清除自由基、提高心肌SOD活性。传统评价蒙药疗效方法有血清学指标检测、心电图、心脏超声、组织病理学等，而蒙药功效是各组成成分协同作用，以多靶点、多渠道、多层次来完成整体功能调节而产生治病生物效应。本研究是利用多模态活体功能影像设备Micro PET/CT无创、动态观察广枣-7味丸对大鼠心肌缺血-再灌注氧化应激损伤的影响，并对其作用机制进行深入研究，为临床应用提供可靠的理论依据。

心肌缺血-再灌注损伤可引起心脏功能障碍、生化代谢异常、心肌梗死面积扩大及心肌组织病理改变。蒙药广枣-7味丸对心肌缺血-再灌注受损心肌具有保护作用，但机制尚未完全阐明。本研究利用分子影像方法无创、动态观察广枣-7味丸对大鼠心肌缺血-再灌注影响，并结合血清氧化应激指标含量和心肌酶活性的变化，应用组织病理学观察心肌病理结构改变，观察心肌细胞损伤形态，应用Hochest染色观察心肌细胞凋亡形态，应用流式细胞仪检测心肌细胞凋亡率，采用Western Blot检测损伤心肌细胞PI3K/AKT信号通路PI3K、AKT蛋白表达。结果广枣-7味丸各剂量组24小时和48小时心肌显像均可见心肌受损，72小时中、高剂量组受损区恢复，低剂量组部分恢复，缺血部位SUVmean随时间延长逐渐增高，代谢逐渐恢复（F=121.82，450.82，435.75，P＜0.05）；给药后心肌氧化应激指标及损伤标志酶结果均接近正常水平，与模型对照组比较均有显著性差异（P<0.05）；给药后，各治疗剂量组的心肌细胞形态不同程度改善，可见核固缩、破裂等现象明显减小、细胞数量增加，细胞凋亡率明显减少，缺氧-复氧损伤心肌细胞中磷酸化PI3K（pPI3K）和磷酸化AKT（pAKT） 的水平升高，并且pPI3K/PI3K、 pAKT/AKT的比例也随给药剂量的增加而升高。结果表明，广枣-7味丸高剂量组对损伤心肌保护作用效果好，机制是通过激活PI3K/Akt信号通路、清除体内自由基、减轻氧化应激损伤、抑制心肌细胞凋亡、影响相关酶的活性等方式发挥作用，分子影像作为一种无创的活体检查手段，能够准确评价蒙药广枣-7味丸抗心肌缺血-再灌注损伤作用。我们的研究通过活体观察心肌组织微环境动态变化过程及对心肌各项功能指标的活体分析，利用分子影像学方法活体观察传统蒙药药理作用，能为今后传统蒙药机制的研究提供理论与数据支持，为蒙药的疗效评估提供一种无创性诊断方法，并为蒙药研究与开发提供新的手段与研究思路，此方法在蒙医蒙药临床与基础研究中具有广阔的应用前景。