益气活血法基于PI3K-AKT通路调控BMSCs心肌MI/RI靶向归巢及其自噬与凋亡动态平衡的研究

Myocardial infarction after myocardial ischemia and reperfusion injury (MI / RI) area of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) homing rate, low survival rate is using stem cells for the treatment of MI / RI is one of the major challenges. MI / RI due to Qi deficiency and blood stasis, oxygen free radical accumulation, PI3K-AKT pathway inhibition and induce excessive cell autophagic apoptosis. Therefore, how to improve the above-mentioned pathological state, become the key to solve the problem. The research group that based on Yiqihuoxue method with the Buyanghuanwu soup decoction is expected through the activated the PI3K-AKTpathway is a new way to increase the BMSCs homing rate, survival rate. Project intends to use the Yang Buyanghuanwu decoction intervention in vivo myocardial infarction after MI /RI model and detect superoxide dismutase, malondialdehyde and nitric oxide oxygen free radicals related indicators; BMSCs transplantation target of heart function, myocardial pathological morphology, infarct size and SDF-1 BMSCs homing to the trend because the expression level of influence on; monitoring BMSCs SDF-1-CXCR-4-PI3K-AKT homing pathway and PI3K-AKT-mTORC1 related of autophagy pathway molecules expression correlation; Buyanghuanwu soup is combined with BMSCs therapy MI / RI provide experimental evidence.

心肌梗死后心肌缺血再灌注损伤（MI/RI）区骨髓间充质干细胞（BMSCs）归巢率、存活率低是利用干细胞治疗MI/RI的主要挑战之一。MI/RI后因气虚血瘀、氧自由基等积聚、PI3K-AKT通路抑制而诱发细胞过度自噬性凋亡，故如何改善上述病理状态，成为解决问题的关键。课题组认为基于益气活血法运用补阳还五汤有望通过激活PI3K-AKT通路是实现提高BMSCs归巢率、存活率的新途径。项目拟利用补阳还五汤干预体内外心梗后MI/RI模型，检测移植BMSCs后大鼠血清超氧化物歧化酶、丙二醛和一氧化氮等抗氧化功能相关指标；移植BMSCs对心功能、心肌病理形态学、梗死面积及SDF-1等BMSCs靶向归巢趋化因子表达水平的影响；监测BMSCs SDF-1-CXCR-4-PI3K-AKT归巢通路及PI3K-AKT-mTORC1相关自噬通路分子表达的相关性；为补阳还五汤联合BMSCs治疗MI/RI提供实验依据。

BMSCs归巢率、存活率低是利用干细胞治疗MI/RI的主要挑战之一，MI/RI后因气虚血瘀、氧自由基积聚、钙超载等诱发心肌细胞过度自噬性凋亡而加重MI/RI。本课题结合心梗后MI/RI气虚血瘀的中医病机，基于益气活血法运用补阳还五汤通过激活BMSCs归巢和心肌细胞自噬凋亡的关键共同途径PI3K/AKT信号通路以实现提高BMSCs归巢率、存活率的同时抑制MI/RI后期因Beclin-1过度表达诱发细胞自噬性凋亡修复受损心肌，减轻MI/RI。针对补阳还五汤发挥促BMSCs归巢，调控心肌细胞自噬与凋亡的分子机制进行了初步研究。首先通过体内实验，运用补阳还五汤干预MI/RI模型及移植BMSCs的MI/RI模型，结果显示补阳还五汤对MI/RI大鼠、移植BMSCs后的MI/RI大鼠血清抗氧化功能指标、心功能、心肌酶、心肌组织病理形态学、心肌梗死面积等指标均有不同程度改善作用，同时补阳还五汤能够增加SDF-1和CXCR4表达，进一步活化Akt促进BMSCs向受损心肌组织的归巢；补阳还五汤联合BMSCs能明显降低MI/RI后心肌细胞自噬水平，上调细胞自噬负调控通路PI3K/AKT/mTOR相关蛋白及基因表达，通过PI3K/AKT/mTOR信号通路下调MI/RI大鼠心肌细胞自噬活性发挥保护心肌细胞的作用。通过体外实验，运用补阳还五汤含药血清干预缺氧/复氧H9C2心肌细胞模型、BMSCs与缺氧/复氧H9C2共培养模型，结果显示补阳还五汤能够减轻H/R对心肌细胞的氧化应激损伤，改善细胞活性，减低细胞凋亡率，可通过调控H/R模型心肌细胞Bax、Bcl-2、Caspase-3的表达，减轻缺氧/复氧所致的细胞损伤，同时在MI/RI早期通过上调自噬相关蛋白LC3II、Beclin1的表达，增强自噬，保护缺氧/复氧损伤H9C2心肌细胞。综合上述结果，本研究为探讨补阳还五汤联合BMSCs治疗MI/RI的机制奠定了坚实的工作基础。项目资助发表SCI论文2篇，CSCD论文9篇，省级论文2篇。培养博士生1名，硕士生7名，其中4名已经取得硕士学位，1名博士和3名硕士在读。项目投入经费38万元，支出37.0224万元，根据实验耗材及论文发表情况，各项支出稍作调整，基本与预算相符。剩余经费0.9776万元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。