Цель исследования – системный анализ нарушения метаболизма аргинина у крыс с моделью сердечной недостаточности, чтобы предоставить современные научные основы для понимания патогенеза сердечной недостаточности и предложить новые подходы для профилактики и лечения с помощью традиционной китайской медицины. Методы: индукция острой ишемии миокарда у крыс путем перевязки передней нисходящей ветви левой коронарной артерии через торацотомию, что вызвало формирование сердечной недостаточности после инфаркта миокарда. Крысы были разделены на группы моделирования и фиктивные операции по 8 особей в каждой. Для целевого метаболомного анализа сыворотки использовали технологии сверхвысокоэффективной жидкостной хроматографии с тройным квадрупольным тандемным масс-спектрометром (UPLC-TQ-S). Распределение метаболитов в тканях сердца изучали с помощью масс-спектрометрического визуализационного метода с аэродинамической поддержкой десорбции ионного электроспрея (AFADESI-MSI). С помощью баз данных GeneCards и GEO были отобраны мишени, связанные с сердечной недостаточностью и метаболизмом аргинина, построена сеть взаимодействия белков (PPI), проведен анализ путей KEGG и обогащения GO. Проведена молекулярная докинговая проверка ключевых метаболитов и мишеней, а также прогноз китайских лекарственных средств на основе ключевых путей и мишеней. Результаты: по сравнению с фиктивной операцией у крыс модели наблюдалось значительное снижение уровней аргинина и цитруллина в сыворотке (P<0.01), значительное повышение уровней пролина, орнитина, креатина, креатинина и глутамата (P<0.05, P<0.01). Масс-спектрометрическое изображение сердца показало снижение локальной концентрации аргинина в миокарде. Биоинформатический анализ выявил 24 ключевые мишени, включая ангиотензин-превращающий фермент (ACE), нейронный оксид азота синтазу 1 (NOS1), рецептор 5-HT2A (HTR2A), рецептор эпидермального фактора роста (EGFR) и др. Анализ обогащения показал значительное участие в кальциевом сигнальном пути, нейронных лиганд-рецепторных взаимодействиях и фосфатидилинозитольном сигнальном пути. Молекулярный докинг подтвердил сильное связывание аргинина и цитруллина с HTR2A, креатина и креатинина с EGFR и др. По ключевым путям и мишеням был предсказан потенциал китайских лекарств, таких как женьшень и хо по. Выводы: исследование выявило характерное нарушение метаболизма аргинина при сердечной недостаточности, ключевые мишени тесно связаны с фосфатидилинозитольным сигнальным путем, что предоставляет современное биологическое объяснение патогенеза сердечной недостаточности с точки зрения традиционной китайской медицины и представляет основу для целенаправленной терапии и разработки китайских лекарственных средств.

сердечная недостаточность; аргинин; метаболомика; биоинформатика; масс-спектрометрическое изображение