芪参颗粒调控蛋白质稳态治疗心梗后心衰的药理机制研究

Qishen granule (QSG) has definite therapeutic effects on treating heart failure. This study is to systematically explore the underlying mechanism of QSG regulating derailed proteostasis in rats with heart failure after myocardial infarction as well as cardiomyocytes in vitro through protein quality control system including mTOR-mediated protein biosynthesis, chaperones-mediated folding and refolding, ubiquitin-proteasome system and autophagy-lysosome clearance pathway. It is to provide a new insight into the understanding of tonifying Qi, warming Yang, activating blood circulation and detoxicating. Subsequently, the main chemical compositions of QSG will be screened by a high throughput assay via 2 stable cell lines by which the molecular mechanism of “chemical – targets” will be revealed on specific steps of autophagy-lysosome pathway.

本课题以治疗心力衰竭具有确切疗效的芪参颗粒为研究对象，以心梗后心衰大鼠模型为研究载体，结合离体细胞实验，针对心梗应激后心肌细胞蛋白质稳态失衡的动态演变，从调节mTOR信号控制的蛋白质合成、chaperones辅助折叠、泛素-蛋白酶体和自噬-溶酶体清除途径等4个蛋白质质量控制的关键环节，进行全面深入的研究，以期阐明芪参颗粒对蛋白质质量控制的调控机制，为益气温阳、活血解毒的内涵提供科学依据。以自噬-溶酶体清除途径的关键环节为靶标，以2个稳转细胞系为主要工具，对芪参颗粒主要化学成分进行高通量筛选，揭示芪参颗粒中“物质基础”与“作用靶标”的调控关系。

心力衰竭是一个全球性健康难题，对其发病机制和新的治疗靶点的探索仍然是心衰临床的迫切要求。心肌细胞蛋白质稳态失衡，已成为心衰发病机制和治疗研究的新热点。本项目成功复制了心力衰竭模型，评价了芪参颗粒对心梗急性期、心梗早期和心力衰竭期的整体药效，发现芪参颗粒对心梗急性期减小梗死面积、对心梗早期减轻炎症反应、对心衰发展各阶段保护心脏收缩功能均有显著作用。项目检测了芪参颗粒对心梗应激后蛋白质质量控制的影响，发现芪参颗粒可以显著减少心梗应激后活性氧、羰基化蛋白质、泛素化蛋白质的含量，有效减少毒蛋白对心肌细胞的损伤作用。针对毒蛋白诱导的下游损伤效应（内质网应激）和上游调控机制研究，发现芪参颗粒能有效抑制ATF6入核、下调CHOP、XBP1S、ATF4等内质网应激的效应蛋白含量。芪参颗粒上调HSP90、HSP70、HSPB5、HSPB7等chaperones的含量，并对其上游转录因子HSF1具有激活作用。进一步发现芪参颗粒可以通过减少外周血中HSP27含量，从而减轻HSP27-TLR4-NFkB通路诱导的炎症反应，发挥心肌保护作用。本项目从泛素蛋白酶体途径、自噬溶酶体途径探索芪参颗粒对毒蛋白的清除作用，发现芪参颗粒有效减少泛素化蛋白质、增强LC3 II、减少p62，促进自噬。本项目筛选了芪参颗粒入血成分单体，在剔除已发表候选单体后，新发现Glycyrrhizic acid对自噬调控因子TFEB的入核激活有显著作用，对OGD诱导的心肌损伤模型可恢复自噬及自噬流，具有较大的挖掘潜力。