“益气活血法”联合lncRNAH19基因修饰的BMSCs来源外泌体保护心肌损伤的机制研究

Mesenchymal stem cell derived exosome is the ideal carrier for the MIRI treatment. This study includes in vitro and in vitro experiments. QiShenYiQi formula is the drug intervention, which is based on the qi deficiency and blood stasis syndrome characteristics of MIRI. The objective of this study is to reveal the effect of QiShenYiQi formula combining with lncRNA H19-modified bone marrow mesenchymal stem cells derived exosomes preventing myocardial injury, and take the lncRNA H19/DIRAS3/mTOR signaling pathway as pointcut to elucidate its scientific connotation. This research is intended to provide scientific basis for clinical application and new thought for TCM intervening MIRI.

间充质干细胞来源的外泌体是生物疗法治疗心肌缺血再灌注损伤的理想载体，本研究拟采用在体与离体实验，基于心肌缺血再灌注损伤在中医证候上多以气虚血瘀为主要特点，明确芪参益气方联合lncRNA H19基因修饰的骨髓间充质干细胞源性外泌体干预心肌缺血再灌注损伤的效应，并以lncRNA H19/DIRAS3/mTOR途径为切入点，从自噬角度阐释中药协同骨髓间充质干细胞源性外泌体干预心肌缺血再灌注损伤的科学内涵，为其临床应用提供科学依据，同时也为中医药干预心肌缺血再灌注损伤提供新思路。

目前临床治疗中缺乏针对心肌缺血再灌注损伤（myocardial Ischemia reperfusion injury，MIRI）的特效药物，因此，从中医药宝库中寻找针对MIRI的有效中药及复方具有重要意义。自噬在心肌缺血再灌注损伤中发挥“双刃剑”的作用。心肌缺血早期可诱导自噬，自噬起保护性作用，而再灌注可进一步增强自噬，过度的自噬可加重心肌损伤。因此，调控细胞自噬的程度是使这把“双刃剑”转向细胞保护作用的关键。自噬初期（MIRI早期－缺血期），ATP减少，AMP/ATP比值增加，AMPK活性增强，mTOR主要受 AMPK-mTOR通路调节而被抑制，不断诱导自噬产生，促进心肌细胞存活；自噬后期（MIRI后期－再灌注期），mTOR则主要受 PI3K-Akt-mTOR 通路调节而被激活，抑制自噬直至终止自噬，以防自噬过度引起细胞死亡。MIRI的临床表现与心气虚相一致，其病理变化符合血瘀证的微观诊断，其病机根本是气虚血瘀。本研究拟明确“益气活血法”的代表方—芪参益气方联合lncRNA H19基因修饰BMSCs源性外泌体治疗MIRI的效应；从自噬角度诠释中药协同BMSCs源性外泌体干预MIRI的科学内涵，同时为中医药干预MIRI提供新思路。 .检测大鼠心脏超声心动图，结果提示芪参益气方联合外泌体干预可改善大鼠心功能，显著升高LVEF、LVFS，降低LVIDd。对大鼠心肌组织进行病理形态学观察，TTC染色显示药物干预组大鼠心肌梗死面积减小；HE染色显示药物干预后心肌纤维排列较为整齐，心肌纤维肿胀与心肌炎症浸润明显减轻；Masson染色提示药物干预组心肌纤维化程度减轻；WGA染色提示经药物干预后，心肌细胞横截面积减小；透射电镜观察心肌组织自噬小体，结果提示药物干预后心肌自噬小体数量减少，综上结果提示芪参益气方联合外泌体可改善MIRI大鼠心功能与病理形态学变化。应用全转录组测序技术检测MIRI大鼠心肌组织，筛选经芪参益气方联合外泌体干预后差异表达的基因，并做GO与KEGG富集分析，以明确其效应途径。进一步效应机制研究显示：药物干预组PI3K/Akt-mTOR信号通路激活，从而过度的自噬得到有效抑制， ATG5、Beclin1、LC3BⅡ/Ⅰ显著降低，Bcl-2、SQSTM1表达升高。此外，干预组对NLRP3介导的细胞焦亡也有显著抑制作用。