Effect of Gualou Xiebai Banxiatang on Mitochondrial Dysfunction and AMPK/PGC-1<italic style="font-style: italic">α</italic> Signaling Pathway in Rats with Ischemic Myocardial Injury

TAN Yingying; WANG Hui; WANG Yanbing; LI Hong; MA Chengcheng; ZHANG Qi

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20221507

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Effect of Gualou Xiebai Banxiatang on Mitochondrial Dysfunction and AMPK/PGC-1α Signaling Pathway in Rats with Ischemic Myocardial Injury

更新时间：2022-12-08

- Effect of Gualou Xiebai Banxiatang on Mitochondrial Dysfunction and AMPK/PGC-1α Signaling Pathway in Rats with Ischemic Myocardial Injury
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 29, Issue 1, Pages: 9-17(2023)
- 作者机构：
  
  陕西中医药大学基础医学院，陕西咸阳 712046
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20221507
  CLC： R2-0;R22;R285.5;R289;R33
- Received：17 June 2022，
  
  Published Online：21 July 2022，
  
  Published：05 January 2023
- 稿件说明：
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谭颖颖,王慧,王琰冰等.瓜蒌薤白半夏汤对缺血性心肌损伤大鼠的线粒体功能障碍和AMPK/PGC-1α信号通路的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(01):9-17.

TAN Yingying,WANG Hui,WANG Yanbing,et al.Effect of Gualou Xiebai Banxiatang on Mitochondrial Dysfunction and AMPK/PGC-1α Signaling Pathway in Rats with Ischemic Myocardial Injury[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(01):9-17.
谭颖颖,王慧,王琰冰等.瓜蒌薤白半夏汤对缺血性心肌损伤大鼠的线粒体功能障碍和AMPK/PGC-1α信号通路的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(01):9-17. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221507.

TAN Yingying,WANG Hui,WANG Yanbing,et al.Effect of Gualou Xiebai Banxiatang on Mitochondrial Dysfunction and AMPK/PGC-1α Signaling Pathway in Rats with Ischemic Myocardial Injury[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(01):9-17. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221507.

摘要

目的

观察瓜蒌薤白半夏汤对缺血性心肌损伤大鼠的线粒体功能障碍及腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）/过氧化物酶体增殖物激活受体

辅激活因子-1

（PGC-1

）信号通路的影响。

方法

70只雄性SD大鼠，随机选取6只作为正常组（CON），其余给予高脂饲料结合注射异丙肾上腺素（5 mg·kg

-1

·d

-1

，7 d），建立以高血脂为基础的缺血性心脏病模型。将造模成功者随机分为模型组（MOD）、瓜蒌薤白半夏汤高剂量（GXBD-H）组、瓜蒌薤白半夏汤中剂量（GXBD-M）组、瓜蒌薤白半夏汤低剂量（GXBD-L）组和美托洛尔（MET）组。其中，GXBD-H组、GXBD-M组和GXBD-L组大鼠分别给予11.2、5.6、2.8 g·kg

-1

·d

-1

的瓜蒌薤白半夏汤水煎液，MET组给予美托洛尔2.6 mg·kg

-1

·d

-1

，CON组和MOD组给予等体积纯净水，连续28 d。心导管法测量大鼠血流动力学；透射电镜分析心肌组织线粒体变化；酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测血清脑钠肽（BNP）和心肌肌钙蛋白T（cTnT）水平；线粒体膜电位检测试剂盒（JC-1法）检测线粒体膜电位；实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测线粒体DNA拷贝数的变化；分光光度计法检测心肌组织三磷酸腺苷（ATP）含量。蛋白免疫印迹法（Western blot）检测心肌组织磷酸化AMPK（p-AMPK）、AMPK、PGC-1

、核呼吸因子1（NRF1）和线粒体转录因子A（TFAM）的表达水平。

结果

与CON组比较，MOD组的左室收缩末期压（LVESP）和左室舒张末期压（LVEDP）明显升高（

0.05，

0.01），以及心室收缩时室内压最大上升速率（+dp/dt

max

）和左室舒张时室内压最大下降速率（-dp/dt

max

）显著降低（

0.01）；心指数和心肌间质纤维化面积均显著升高（

0.01）及线粒体破坏损伤；血清BNP、cTnT和丙二醛（MDA）显著升高（

0.01），以及血清超氧化物歧化酶（SOD）水平显著降低（

0.01）；心肌线粒体膜电位、DNA拷贝数和ATP水平均显著降低（

0.01）；心肌组织的p-AMPK/AMPK、PGC-1

、NRF1和TFAM蛋白水平显著减少（

0.01）。与MOD组比较，GXBD-H和GXBD-M组的LVESP、LVEDP、+dp/dt

max

和-dp/dt

max

明显改善（

0.05，

0.01）；心指数和心肌间质纤维化面积均明显降低（

0.05，

0.01）及线粒体损伤减轻；血清BNP、cTnT和MDA明显降低（

0.05，

0.01），及血清SOD水平显著升高（

0.01）；心肌线粒体膜电位、DNA拷贝数和ATP水平均明显增加（

0.05，

0.01）；心肌组织的p-AMPK/AMPK、PGC-1

、NRF1和TFAM蛋白水平明显升高（

0.05，

0.01）。

结论

瓜蒌薤白半夏汤可以降低心肌损伤模型大鼠的心功能和心肌病理形态变化，抑制线粒体功能障碍，并上调心肌组织p-AMPK/ AMPK、PGC-1

、NRF1和TFAM蛋白表达变化。该研究为深入探索经典复方防治心肌损伤的效应机制，提供了新的实验室证据。

Abstract

Objective

To observe the effect of Gualou Xiebai Banxiatang on mitochondrial dysfunction and adenosine 5'-monophosphate （AMP）-activated protein kinase （AMPK）/peroxlsome proliferator-activated receptor-

coactlvator-1

（PGC-1

） signaling pathway in rats with ischemic myocardial injury.

Method

Seventy male SD rats were used in this experiment. Six rats from them were randomly selected as the control （CON） group， and the others were given high fat diet combined with isoproterenol injection （5 mg·kg

-1

·d

-1

， 7 d） to induce the rat model of ischemic heart disease based on hyperlipidemia. Successfully modeled rats were then randomly divided into model （MOD） group， high-dose Gualou Xiebai Banxiatang （GXBD-H） group， medium-dose Gualou Xiebai Banxiatang （GXBD-M） group， low-dose Gualou Xiebai Banxiatang （GXBD-L） group， and metoprolol （MET） group. Rats in the GXBD-H， GXBD-M， and GXBD-L groups were given 11.2， 5.6， 2.8 g·kg

-1

·d

-1

Gualou Xiebai Banxiatang， those in the MET group were given 2.6 mg·kg

-1

·d

-1

metoprolol， and those in the CON and MOD groups were given equal volume of pure water for 28 d. Hemodynamics were measured in rats by cardiac catheterization. Transmission electron microscopy was used to analyze myocardial mitochondria. Serum brain natriuretic peptide （BNP） and cardiac troponin T （cTnT） levels were detected by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. Mitochondrial membrane potential assay kit （JC-1 method） was applied for detecting mitochondrial membrane potential. The changes in the mitochondrial DNA copy number were measured by real-time quantitative polymerase chain reaction （Real-time PCR）. The content of adenosine triphosphate （ATP） in myocardial tissues was determined by spectrophotometer. The expression levels of p-AMPK， AMPK， PGC-1

， nuclear respiratory factor 1 （NRF1）， and mitochondrial transcription factor A （TFAM） in myocardium was detected by Western blot.

Result

As compared with the CON group， left ventricular end-systolic pressure （LVESP） and left ventricular end-diastole pressure （LVEDP） in the MOD group were significantly increased （

0.05，

0.01）， and +dp/dt

max

and -dp/dt

max

were significantly decreased （

0.01）. In the MOD group， cardiac index and myocardial interstitial fibrosis area were significantly increased （

0.01）， accompanied by mitochondrial damage， serum BNP， cTnT， and malondialdehyde （MDA） were significantly increased （

0.01）， and serum superoxide dismutase （SOD） level was significantly decreased （

0.01）. The myocardial mitochondrial membrane potential， DNA copy number， and ATP level were significantly decreased （

0.01）， and the protein expression levels of p-AMPK/AMPK， PGC-1

， NRF1， and TFAM in myocardial tissues were significantly decreased in the MOD group （

0.01）. Compared with the MOD group， the GXBD-H and GXBD-M groups significantly improved LVESP， LVEDP， +dp/dt

max

， and -dp/dt

max

（

0.05，

0.01）， significantly decreased heart index and myocardial interstitial fibrosis area （

0.05，

0.01）， and alleviated mitochondrial damage. In the GXBD-H and GXBD-M groups， serum BNP， cTnT， and MDA were decreased significantly （

0.05，

0.01）， serum SOD level was increased significantly （

0.05）， and myocardial mitochondrial membrane potential， DNA copy number， and ATP level were significantly increased （

0.05，

0.01）. The protein levels of p-AMPK/AMPK， PGC-1

， NRF1， and TFAM in myocardial tissues were significantly increased in the GXBD-H and GXBD-M groups （

0.05，

0.01）.

Conclusion

Gualou Xiebai Banxiatang has the effects of reducing the changes in cardiac function and myocardial pathology of rats with myocardial injury， inhibiting mitochondrial dysfunction， and up-regulating the protein expression levels of p-AMPK/AMPK， PGC-1

， NRF1， and TFAM in myocardial tissues. This study provides new laboratory evidence for in-depth exploration of the mechanism of this classical compound in preventing and treating myocardial injury.

关键词

Keywords

references

HEUSCH G ， LIBBY P ， GERSH B ， et al . Cardiovascular remodelling in coronary artery disease and heart failure ［J］. Lancet ， 2014 ， 383 （ 9932 ）： 1933 - 1943 .

陈可冀，刘玥 . 中医药防治心肌梗死：思考与展望［J］. 医学研究杂志， 2015 ， 44 （ 11 ）： 1 - 2 .

魏宇淼，余刘玉 . 冠心病管理新理念与策略［J］. 临床心血管病杂志， 2020 ， 36 （ 7 ）： 591 - 593 .

CHANDRASHEKHAR Y ， ALEXANDER T ， MULLASARI A ， et al . Resource and infrastructure-appropriate management of ST-segment elevation myocardial infarction in low- and middle-income countries ［J］. Circulation ， 2020 ， 141 （ 24 ）： 2004 - 2025 .

于华芸，付英恺，季旭明 . 瓜蒌薤白半夏汤的古代文献研究［J］. 中成药， 2020 ， 42 （ 7 ）： 1884 - 1888 .

刘彩红，李洪雷，张倩，等 . 瓜蒌薤白半夏汤对心肌梗死后大鼠Gal-3蛋白表达的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2020 ， 26 （ 16 ）： 50 - 55 .

张兰，李洪雷 . 瓜蒌薤白半夏汤治疗胸痹研究进展［J］. 中国中医急症， 2019 ， 28 （ 9 ）： 1689 - 1692 .

LI Y Q ， JIAO Y ， LIU Y N ， et al . PGC-1 α protects from myocardial ischaemia-reperfusion injury by regulating mitonuclear communication ［J］. J Cell Mol Med ， 2022 ， 26 （ 3 ）： 593 - 600 .

CHENG C F ， KU H C ， LIN H . PGC-1 α as a pivotal factor in lipid and metabolic regulation ［J］. Int J Mol Sci ， 2018 ， 19 （ 11 ）： 3447 .

李清禹，杨浩然，贾伟伟，等 . 不同剂量异丙肾上腺素致大鼠急性心肌损伤模型的制备及评价［J］. 中国比较医学杂志， 2021 ， 31 （ 8 ）： 71 - 75，114 .

ZHANG Q ， TAN Y ， ZHANG N ， et al . Polydatin prevents angiotensin Ⅱ-induced cardiac hypertrophy and myocardial superoxide generation ［J］. Exp Biol Med （Maywood）， 2015 ， 240 （ 10 ）： 1352 - 1361 .

闫爱国，刘建勋，李欣志，等 . 瓜蒌薤白半夏汤合血府逐瘀汤组方对小型猪痰瘀互结证冠心病模型心肌细胞凋亡及相关蛋白表达的影响［J］. 中国中药杂志， 2015 ， 40 （ 11 ）： 2174 - 2179 .

晋红宾，段雪涛，张炳填，等 . 瓜蒌薤白半夏汤对大鼠缺血再灌注心肌细胞凋亡及Bcl-2、Bax蛋白表达影响［J］. 湖南中医药大学学报， 2012 ， 32 （ 1 ）： 13 - 15 .

郭建恩，米树斌，闫秀川，等 . 瓜蒌薤白半夏汤对ApoE小鼠血脂代谢、氧化应激和主动脉Lox-1表达的影响［J］. 中国中药杂志， 2017 ， 42 （ 4 ）： 752 - 757 .

吴江立，王晓影，代成，等 . 归脾汤对大鼠心肌缺血的干预作用［J］. 中国应用生理学杂志， 2021 ， 37 （ 6 ）： 694 - 698 .

孙安会，袁肇凯，夏世靖，等 . 冠心病急、慢性血瘀证大鼠心肌组织能量代谢的研究［J］. 中华中医药杂志， 2016 ， 31 （ 5 ）： 1659 - 1664 .

JIANG M ， XIE X ， CAO F ， et al . Mitochondrial metabolism in myocardial remodeling and mechanical unloading： Implications for ischemic heart disease ［J］. Front Cardiovasc Med ， 2021 ， 8 ： 789267 .

WALTERS A M ， PORTER G A JR ， BROOKES P S . Mitochondria as a drug target in ischemic heart disease and cardiomyopathy ［J］. Circ Res ， 2012 ， 111 （ 9 ）： 1222 - 1236 .

BAE J ， PALTZER W G ， MAHMOUD A I . The role of metabolism in heart failure and regeneration ［J］. Front Cardiovasc Med ， 2021 ， 8 ： 702920 .

李静，段群军，沈健 . 白藜芦醇预处理促进miR-20b-5p抑制STIM2改善线粒体的功能减轻心肌缺血再灌注损伤［J］. 中国中药杂志， 2022 ， 47 （ 18 ）： 4987 - 4995 .

GU C ， LI T ， JIANG S ， et al . AMP-activated protein kinase sparks the fire of cardioprotection against myocardial ischemia and cardiac ageing ［J］. Ageing Res Rev ， 2018 ， 47 ： 168 - 175 .

MARINO A ， HAUSENLOY D J ， ANDREADOU I ， et al . AMP-activated protein kinase： A remarkable contributor to preserve a healthy heart against ROS injury ［J］. Free Radic Biol Med ， 2021 ， 166 ： 238 - 254 .

DING R ， WU W ， SUN Z ， et al . AMP-activated protein kinase： An attractive therapeutic target for ischemia-reperfusion injury ［J］. Eur J Pharmacol ， 2020 ， 888 ： 173484 .

ZUURBIER C J ， BERTRAND L ， BEAULOYE C R ， et al . Cardiac metabolism as a driver and therapeutic target of myocardial infarction ［J］. J Cell Mol Med ， 2020 ， 24 （ 11 ）： 5937 - 5954 .

CHENG C F ， KU H C ， LIN H . PGC-1 α as a pivotal factor in lipid and metabolic regulation ［J］. Int J Mol Sci ， 2018 ， 19 （ 11 ）： 3447 .

OKA S I ， SABRY A D ， CAWLEY K M ， et al . Multiple levels of PGC-1 α dysregulation in heart failure ［J］. Front Cardiovasc Med ， 2020 ， 7 ： 2 .

MISTRY N F ， CRESCI S . PPAR transcriptional activator complex polymorphisms and the promise of individualized therapy for heart failure ［J］. Heart Fail Rev ， 2010 ， 15 （ 3 ）： 197 - 207 .

QUAN Y ， XIN Y ， TIAN G ， et al . Mitochondrial ROS-modulated mtDNA： A potential target for cardiac aging ［J］. Oxid Med Cell Longev ， 2020 ， 2020 ： 9423593 .

CHEN L ， QIN Y ， LIU B ， et al . PGC-1 α -mediated mitochondrial quality control： Molecular mechanisms and implications for heart failure ［J］. Front Cell Dev Biol ， 2022 ， 10 ： 871357 .

RAWAT P S ， JAISWAL A ， KHURANA A ， et al . Doxorubicin-induced cardiotoxicity： An update on the molecular mechanism and novel therapeutic strategies for effective management ［J］. Biomed Pharmacother ， 2021 ， 139 ： 111708 .

FORTE M ， SCHIRONE L ， AMERI P ， et al . The role of mitochondrial dynamics in cardiovascular diseases ［J］. Br J Pharmacol ， 2021 ， 178 （ 10 ）： 2060 - 2076 .

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