基于生理病理差异的水荭花总黄酮抗心肌缺血再灌注损伤药效物质及其对线粒体的保护作用研究

The flowers of Polygonum Orientale L. has been widely used to treat cardiovascular disease by minority nationality in Guizhou province. In the previous study, the flowers of P. Orientale, which are consist of flavones compounds , have been proved to be the main medicinal parts and have a stronger protective effects of anti-myocardial ischemic than Polygonum Orientale L. However, its pharmacodynamic material basis and mechanism is unkown. In the present study, an effort will be made to clarify the the cardioactive natural products in flowers of P. Orientale that showed cardioprotective activity by serum medicinal chemistry and H9c2 cardiac cell extraction. And UHPLC-Q/TOF will be employed for the structural characterisation of the hits. Simultaneously, we will investigate the effect of flowers of P. Orientale on mitochondrion and the expression of pro-and anti-apoptotic factors in the myocardium in rat models of I/R injury to evaluate the cardioprotection of flowers of P. Orientale. It is in the hope of providing scientific basis for deep exploitation of medicine resources about flowers of P. Orientale.

贵州治疗心血管疾病民族用药特色品种——水荭花为蓼科植物荭草的干燥花序，课题组前期研究发现，以黄酮类为主要成分的水荭花是荭草的主要药用有效部位，具有比荭草更明显的抗心肌缺血作用，但其药效物质及作用机制未进行深入研究。本课题拟以UHPLC-Q/TOF为主要分析手段，运用血清药物化学、心肌细胞萃取的研究方法，研究动物正常生理状态、病理状态的血清移行成分，心肌细胞在正常、损伤状态萃取的潜在活性成分及数和量上的差异，并结合药理效应，阐明水荭花抗心肌缺血再灌注损伤的药效物质；同时采用大鼠心肌I/R损伤模型，以线粒体损伤为切入点，通过研究水荭花总黄酮对I/R大鼠心肌线粒体损伤及相关凋亡因子的影响，揭示水荭花总黄酮抗心肌I/R损伤的作用机制，为水荭花药用资源的深层次利用和临床应用奠定理论基础。

水荭花是贵州治疗心血管疾病民族用药特色品种，但其药效物质及作用机制尚未明确，限制了水荭花药用资源的深层次利用。基于疾病状态下吸收进入机体内的药物的成分和量与正常状态存在差异，本项目以体内直接作用物质为切入点，以UPLC-Q-Tof分析技术为主要研究手段，通过水荭花在正常大鼠和心肌缺血再灌注损伤（MIRI）大鼠体内的血清药物化学研究，从正常大鼠含药血浆内共检测到15个移行成分，从MIRI大鼠含药血浆中共检测到20个移行成分，其中山柰酚-3-O-( 2″-O-α-L-鼠李糖基)-β-D-葡萄糖醛酸苷等成分仅在病理状态下能检测到，在正常和病理状态下的含药血浆中发现8个共有峰，其中山奈酚的葡萄糖醛酸化代谢产物等3个原型成分或代谢产物的峰面积在MIRI大鼠体内显著大于正常状态大鼠，明确了在生理病理状态下具有差异的原型入血成分和潜在活性代谢产物的原药成分（即潜在活性化合物），通过靶细胞萃取结合UPLC-Q-Tof在线分析技术，从H9c2心肌细胞中筛选出6个原型成分，并复制大鼠MIRI模型，以生理病理状态大鼠血清药物化学研究和细胞萃取实验中筛选出的潜在活性化合物为研究对象，阐明了槲皮素、槲皮苷、山奈酚、N-p-香豆酰酪胺以及紫云云苷是水荭花抗大鼠 MIRI的药效物质；采用大鼠急性心肌缺血、缺氧复氧损伤H9c2细胞等多种模型进行了水荭花的体内外抗心肌缺血活性及机制研究，证实了水荭花的抗心肌缺血作用，揭示了水荭花通过调节心肌细胞内的氧化还原系统平衡，减轻氧化应激所致的心肌细胞线粒体损伤，恢复心肌线粒体的生物合成功能，抑制线粒体介导的细胞凋亡信号转导通路，激活RISK通路及调控HIF-1α的表达等发挥多靶点协同作用机制。上述研究阐明了水荭花抗心肌缺血的药效物质，揭示了其发挥作用的多靶点协同作用机制，为水荭花创新药物的研制奠定了基础，也为研究中药药效物质提供一种高效、针对性强的研究方法。