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Analyse du dysfonctionnement du métabolisme de l'arginine chez le rat souffrant d'insuffisance cardiaque basée sur la métabolomique ciblée et l'analyse bioinformatique

  • role： First author第一作者
  • Affiliation：

    Experimental Research Center，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China

  • Email：937748197@qq.com
  • Introduction：李泽宇，在读博士，从事基于代谢组学的中药作用机制研究，E-mail：937748197@qq.com
LI Zeyu,  
  • Affiliation：

    Experimental Research Center，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China

WANG Xiaoqing,  
  • Affiliation：

    Experimental Research Center，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China

FANG Zhengyu,  
  • Affiliation：

    Experimental Research Center，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China

ZHAO Yurou,  
  • Affiliation：

    Experimental Research Center，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China

XIAO He,  
  • Affiliation：

    Experimental Research Center，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China

LIU Penghaobang,  
  • Affiliation：

    Experimental Research Center，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China

ZHANG Haiming,  
  • role： Corresponding author通信作者
  • Affiliation：

    Experimental Research Center，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China

  • Email：lcy19880102@163.com
  • Introduction：刘春艳，助理研究员，从事心血管中药药理机制研究，E-mail：lcy19880102@163.com
LIU Chunyan*,  
  • role： Corresponding author通信作者
  • Affiliation：

    Experimental Research Center，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China

  • Email：huyanhong3737@163.com
  • Introduction：胡艳红，助理研究员，从事中西医结合心血管病研究，E-mail：huyanhong3737@163.com； *
HU Yanhong*

résumé

L'objectif de cette étude est d'analyser systématiquement le dysfonctionnement du métabolisme de l'arginine dans un modèle de rat insuffisance cardiaque, afin de fournir une base scientifique moderne pour élucider la pathogenèse de l'insuffisance cardiaque et offrir de nouvelles perspectives pour la prévention et le traitement par la médecine traditionnelle chinoise. La méthode consistait à ligaturer l'artère coronaire antérieure gauche des rats par une thoracotomie ouverte, provoquant une ischémie myocardique aiguë, induisant ainsi la formation d'insuffisance cardiaque post-infarctus du myocarde. Les rats ont été répartis en groupe sham et groupe modèle, avec 8 rats dans chaque groupe. La spectrométrie de masse en phase liquide ultra-performante à triple quadripôle (UPLC-TQ-S) a été utilisée pour l'analyse métabolomique ciblée du sérum, et la spectrométrie d’imagerie par ionisation par pulvérisation électrospray assistée par aérodynamique (AFADESI-MSI) pour observer la distribution spatiale des métabolites dans les tissus cardiaques. Grâce aux bases de données génétiques humaines (GeneCards) et aux bases de données d'expression génétique (GEO), des cibles associées à l'insuffisance cardiaque et au métabolisme de l'arginine ont été sélectionnées, un réseau d’interactions protéines-protéines (PPI) a été construit, et des analyses d’enrichissement KEGG et GO ont été réalisées. L’amarrage moléculaire a validé les interactions entre les composants métaboliques clés et les cibles principales, et une prédiction de la pharmacopée chinoise a été faite sur la base des voies et cibles clés. Par rapport au groupe sham, le groupe modèle présentait une diminution significative des niveaux d’arginine et de citrulline dans le sérum des rats (P<0,01), et une augmentation significative des niveaux de proline, ornithine, créatine, créatinine et glutamate (P<0,05, P<0,01). L’imagerie par spectrométrie de masse cardiaque a montré une réduction locale de l’abondance d’arginine dans le myocarde. L’analyse bioinformatique a identifié 24 cibles clés, telles que l’enzyme de conversion de l’angiotensine (ACE), la synthase neuronale de l’oxyde nitrique 1 (NOS1), le récepteur 5-HT2A (HTR2A), le récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR), etc., avec un enrichissement dans les voies de signalisation calcique, les interactions ligand-récepteur neuroactives et les voies de signalisation des phosphatidylinositols. Le docking moléculaire a confirmé une forte affinité de liaison entre l’arginine, la citrulline et HTR2A, ainsi qu’entre la créatine, la créatinine et EGFR. Sur la base des voies et des cibles, des plantes médicinales chinoises potentielles telles que le ginseng et le houpu ont été prédites. En conclusion, cette étude révèle un dysfonctionnement caractéristique du métabolisme de l’arginine dans l’état d’insuffisance cardiaque, avec des cibles clés étroitement liées à la voie de signalisation des phosphatidylinositols, offrant une explication biologique moderne du mécanisme pathologique de l’insuffisance cardiaque en médecine chinoise au niveau des métabolites et des voies de signalisation, et fournissant des références pour un traitement ciblé et le développement de la pharmacopée chinoise.

mots-clés

insuffisance cardiaque;arginine;métabolomique;bioinformatique;imagerie par spectrométrie de masse

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