益气活血方剂对心衰大鼠心肌能量代谢相关及全基因表达谱的影响

Heart failure is induced by abnormal expressions and regulations of some relevant genes in myocardium. Through the studies on expression profile of cardiac gene, a number of molecular pathways related to heart failure have been found. Present studies on gene expression profile of heart failure are mostly cross-sentional ones rather than longitudinal sequential ones and gene expression profile of heart failure is different at different stages, so cross-sentional studies cannot analyze this difference. It is a resent understand that at the same time of heart remodeling, the reconstruction of cardiocyte energy molecular also plays an important role in the development of heart failure. The most studies related to heart energy molecular nowadays are aiming at the changes of single or several enzymes or proteins in energy motabolism at one time point in the course of heart failure, and the oveall study on energy motabolism is scarce. The design of this study has applied gene chip technology to detect the expressions of cardiac whole gene profile in overload heart failure rats at different stages, and meanwhile observed the influence of formula with actions of supplementing qi and activating blood circulation (Qishen Yiqi Gutta Pills) on energy metabolism and its target gene. The purpose is to find out the gene series at different stages of heart failure and new targets for intervening heart failure.

研究表明心衰是由心肌组织中某些相关基因表达与调控异常引起的，通过对心脏基因表达谱的研究，已发现细胞凋亡、信号转导等多条心衰相关分子途径。但目前对心衰基因表达谱的研究多为横断面而非纵向序贯性研究，不同的心衰阶段心脏基因表达谱存在较大的差异，这种横断面研究不能观察心衰发展过程中基因表达谱的差异。另外心脏在结构重构的同时，心肌细胞能量代谢重构在心衰的发生发展中也起着重要作用，目前心脏能量代谢的研究多针对于心衰过程中某一时间点能量代谢中单一种或几种酶学或蛋白质改变，缺乏对心衰发展过程中能量代谢的序贯性研究。为此，本研究设计对后负荷增加型大鼠心衰不同阶段心脏全基因谱的表达情况进行检测，同时观察益气活血方剂（芪参益气滴丸）对心衰大鼠能量代谢影响的效果与其靶基因，以发现在心衰不同发展阶段表达差异的基因系列，寻找干预心衰的新靶点。

心力衰竭（心衰）发生发展过程中伴随心脏相关基因表达与调控异常，既往通过对心脏基因表达谱的研究，已发现细胞凋亡、信号转导等多条心衰相关分子途径。但目前对心衰基因表达谱的研究多为横断面而非纵向序贯性研究，不同的心衰阶段心脏基因表达谱存在较大的差异，这种横断面研究不能观察心衰发展过程中基因表达谱的差异。本研究采用缩窄腹主动脉的方法建立大鼠心脏后负荷增加模型，分别在术前、术后2周、8周、18周采用小动物超声实时影像系统及颈动脉插管检测大鼠心脏结构及血流动力学相关指标，取大鼠左心室建立心脏RNA数据文库，使用Illumina HiSeqTM2500/MiseqTM对文库进行高通量测序，并进行生物信息分析，对后负荷增加型大鼠心衰不同阶段心脏全基因谱的表达情况及益气活血化瘀药物（芪参益气滴丸）干预对心脏基因差异表达情况进行了检测。结果显示在术后第2周、第8周、第18周，模型组大鼠平均动脉压、左室重量、左室舒张末内径、左室舒张末压较基线显著升高，心脏每搏输出量、左室射血分数、左室内压最大上升速率较基线显著下降；大鼠后负荷增加模型建立成功，后负荷增加可引起大鼠心脏发生显著的心肌重构及血流动力学变化，而芪参益气滴丸能够改善后负荷增加大鼠血流动力学及心脏重构。假手术组（S组）、模型组（M组）、芪参益气滴丸低剂量组（L组）、高剂量组（H组）及万爽力组（V组）大鼠在第2周及第8周相较基线时差异表达的基因个数呈显著增加趋势，至第18周差异表达的基因个数有所回落；术后第8周，M组较基线差异表达基因个数最多，L组、H组及V组较基线差异表达基因个数较同时间模型组有显著下降，其中H组下降最显著。术后第8周，与M组术后2周比较，M组及V组大鼠心脏基因表达差异基因数量较多，L组及H组尤其是大剂量组心脏基因表达差异基因数量较模型组显著降低。不同时间点模型组与假手术组，药物干预组与模型组大鼠心脏差异表达的基因功能富集（GO）及通路富集（KEGG）有很大差异。