本研究の目的は、心不全ラットモデルにおけるアルギニン代謝障害を体系的に解析し、心不全病態の解明に現代科学的根拠を提供するとともに、中医学の予防治療に新たな視点を提供することである。方法：胸腔開胸手術によりラットの左前下行冠動脈を結紮し、急性心筋虚血を誘導して心筋梗塞後の心不全を形成させた。偽手術群とモデル群に分け、各群8匹ずつ使用した。超高性能液体クロマトグラフィー－トリプル四重極質量分析計（UPLC-TQ-S）を用いて血清のターゲット代謝解析を行い、空力学支援脱着エレクトロスプレーイオン化質量イメージング（AFADESI-MSI）技術で心臓組織中の代謝物の空間分布を観察した。ヒト遺伝子統合データベース（GeneCards）、遺伝子発現統合データベース（GEO）などから、心不全とアルギニン代謝に関連する標的を選別し、タンパク質相互作用（PPI）ネットワークを構築、KEGG経路と遺伝子オントロジー（GO）富化解析を実施した。核心代謝成分と主要標的の分子ドッキング検証を行い、核心経路と標的を基に漢方薬を予測した。結果は偽手術群と比較し、モデル群ラットの血清中アルギニンおよびシトルリンのレベルは有意に低下（P<0.01）、プロリン、オルニチン、クレアチン、クレアチニン、グルタミン酸は有意に上昇した（P<0.05、P<0.01）。心臓質量分析イメージングで心筋の局所アルギニン量の低下を示した。バイオインフォマティクス解析により、血管変換酵素（ACE）、神経型一酸化窒素合成酵素1（NOS1）、5-ヒドロキシトリプタミン2A受容体（HTR2A）、表皮成長因子受容体（EGFR）など24の主要ターゲットが選別され、富化解析はカルシウムシグナル経路、神経活性リガンド-受容体相互作用、ホスファチジルイノシトールシグナル経路への関与を示唆した。分子ドッキングではアルギニン、シトルリンがHTR2Aと、クレアチン、クレアチニンがEGFRなどと強い結合活性を持つことを確認した。経路と標的に基づき、ニンジン、ホウボクなどの潜在的な介入漢方薬を予測した。結論：本研究は心不全状態に特有のアルギニン代謝異常を明らかにし、その主要標的がホスファチジルイノシトールシグナル経路に密接に関連していることを示し、代謝物およびシグナル経路の面から心不全の中医学病機を現代生物学的に解釈し、心不全のターゲット治療および漢方薬開発の参考とする。

心不全;アルギニン;メタボロミクス;バイオインフォマティクス;質量イメージング