Effect of Yixintai on Mitochondrial Fission Proteins Fis1 and Mff in Rat Model of Chronic Heart Failure

LIU Chengxin; WEI Jiaming; WANG Ziyan; SHI Min; YUAN Hui; TANG Yun; LI Ya; GUO Zhihua

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20231937

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Effect of Yixintai on Mitochondrial Fission Proteins Fis1 and Mff in Rat Model of Chronic Heart Failure

更新时间：2024-01-15

- Effect of Yixintai on Mitochondrial Fission Proteins Fis1 and Mff in Rat Model of Chronic Heart Failure
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 30, Issue 4, Pages: 143-151(2024)
- 作者机构：
  
  湖南中医药大学第一中医临床学院，中医学院，药学院，慢病中医智能诊断与治未病湖南省普通高等学校重点实验室，互联网+慢病中医诊治与养生智能化应用研究生联合培养基地，长沙 410208
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20231937
  CLC： R2-0;R33;R289;R541.6+1
- Received：02 July 2023，
  
  Published Online：20 November 2023，
  
  Published：20 February 2024
- 稿件说明：
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刘承鑫,魏佳明,王子焱等.益心泰对慢性心力衰竭大鼠线粒体分裂蛋白Fis1、Mff的影响[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(04):143-151.

LIU Chengxin,WEI Jiaming,WANG Ziyan,et al.Effect of Yixintai on Mitochondrial Fission Proteins Fis1 and Mff in Rat Model of Chronic Heart Failure[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(04):143-151.
刘承鑫,魏佳明,王子焱等.益心泰对慢性心力衰竭大鼠线粒体分裂蛋白Fis1、Mff的影响[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(04):143-151. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231937.

LIU Chengxin,WEI Jiaming,WANG Ziyan,et al.Effect of Yixintai on Mitochondrial Fission Proteins Fis1 and Mff in Rat Model of Chronic Heart Failure[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(04):143-151. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231937.

摘要

目的

研究益心泰对慢性心力衰竭大鼠线粒体分裂蛋白的干预作用及其机制。

方法

60只SD大鼠随机抽取10只作为假手术组，剩余50只采用结扎左冠状动脉前降支法制备心肌梗死后心力衰竭大鼠模型。将造模成功的大鼠随机分为模型组、益心泰低、中、高剂量组（1.4、2.8、5.6 g·kg

-1

）、曲美他嗪组（10 mg·kg

-1

），各给药组予相应剂量药物灌胃，模型组和假手术组给予等体积的生理盐水灌胃，连续给药28 d。采用酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测大鼠血清氨基末端B型利钠肽（NT-pro BNP）、B型利钠肽（BNP）、腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）含量；彩色多普勒超声成像仪检测心功能指标；苏木素-伊红（HE）染色、马松（Masson）染色法观察心脏病理形态学改变，使用Image J软件计算胶原容积分数（CVF）；透射电镜观察心肌细胞超微结构变化；原位末端标记法（TUNEL）染色检测心肌组织细胞凋亡率；蛋白免疫印迹法（Western blot）检测心肌组织线粒体外膜线粒体分裂蛋白1（Fis1）、线粒体分裂因子（Mff）表达。

结果

与假手术组比较，模型组血清NT-pro BNP、BNP含量显著升高（

0.01），ATP含量显著降低（

0.01），左心室射血分数（LVEF）及左心室短轴缩短率（LVFS）下降（

0.01），左室舒张末期内径（LVIDd）、左室收缩末期内径（LVIDs）升高（

0.01），心肌细胞排列紊乱、炎性细胞浸润、胶原纤维增多、CVF上升（

0.01），心肌及线粒体出现损伤，心肌细胞凋亡指数升高（

0.01），心肌组织线粒体分裂蛋白Fis1、Mff表达上调（

0.01）；与模型组比较，益心泰低、中、高剂量组及曲美他嗪组血清NT-pro BNP、BNP含量降低（

0.05），ATP含量升高（

0.05），益心泰低、中、高剂量组及曲美他嗪组LVEF、LVFS升高（

0.01），LVIDd、LVIDs均降低（

0.01），各剂量益心泰治疗组及曲美他嗪组心肌炎症损伤减轻、纤维化得到改善，CVF降低（

0.01），各剂量益心泰治疗组及曲美他嗪组心肌线粒体结构得到改善，各剂量益心泰治疗组及曲美他嗪组心肌细胞凋亡指数下降（

0.01）；益心泰中、高剂量组及曲美他嗪组心肌组织Fis1、Mff蛋白表达下调（

0.05）。

结论

益心泰可改善线粒体结构、减轻心肌细胞凋亡、提升心功能，其作用机制可能与抑制心肌组织线粒体分裂蛋白Fis1、Mff表达有关。

Abstract

Objective

To study the effect and mechanism of Yixintai on mitochondrial fission proteins in the rat model of chronic heart failure.

Method

Ten of 60 SD rats were randomly selected as the sham operation group， and the remaining 50 rats were subjected to ligation of the left anterior descending coronary artery for the modeling of heart failure post myocardial infarction. The successfully modeled rats were randomized into model， low-， medium-， and high-dose （1.4， 2.8， and 5.6 g·kg

-1

， respectively） Yixintai， and trimetazidine （10 mg·kg

-1

） groups. The rats were administrated with corresponding doses of drugs by gavage， and the rats in the model group and sham operation group were given an equal volume of normal saline by gavage for 28 consecutive days. Enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA） was then employed to measure the levels of amino-terminal pro-B-type natriuretic peptide （NT-pro BNP）， B-type natriuretic peptide （BNP）， and adenosine triphosphate （ATP） in the serum. Color Doppler ultrasound imaging was conducted to examine the cardiac function indicators. Hematoxylin-eosin staining and Masson staining were conducted to observe the pathological changes in the heart， and Image J was used to calculate collagen volume fraction （CVF）. Transmission electron microscopy was employed to observe the ultrastructural changes of myocardial cells. Terminal-deoxynucleoitidyl transferase-mediated nick-end labeling （TUNEL） was employed to measure the apoptosis rate of myocardial cells. Western blot was employed to determine the protein levels of mitochondrial fission protein 1 （Fis1） and mitochondrial fission factor （Mff） in the outer mitochondrial membrane of the myocardial tissue.

Result

Compared with the sham operation group， the model group showed elevated levels of NT-pro BNP and BNP in the serum， decreased ATP content， left ventricular ejection fraction （LVEF）， and left ventricular fraction shortening （LVFS）， increased left ventricular end-diastolic diameter （LVIDd） and left ventricular end-systolic diameter （LVIDs）， disarrangement of myocardial cells， inflammatory cell infiltration， increased collagen fibers and CVF， damaged myocardium and mitochondria， and increased apoptosis rate of myocardial cells， and up-regulated expression of Fis1 and Mff in the cardiac tissue （

0.01）. Compared with the model group， different doses of Yixintai and trimetazidine lowered the serum levels of NT-pro BNP and BNP （

0.05）， increased the ATP content （

0.05）， increased LVEF and LVFS （

0.01）， decreased LVIDd and LVIDs （

0.01）. Moreover， the drugs alleviated the myocardial inflammatory damage and fibrosis， reduced CVF （

0.01）， repaired the myocardial mitochondrial structure， and decreased the apoptosis rate of myocardial cells （

0.01）. Medium- and high-dose Yixintai and trimetazidine down-regulated the expression of Fis1 and Mff in the myocardial tissue （

0.05）.

Conclusion

Yixintai can improve mitochondrial structure， reduce myocardial cell apoptosis， and improve cardiac function by inhibiting the expression of Fis1 and Mff in the myocardial tissue.

关键词

Keywords

references

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