基于β2受体通路探讨去甲乌药碱的强心、抗心肌细胞凋亡及诱导生理性肥大作用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81473379
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    71.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3209.中药心脑血管药理
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

In our previous study, we found Chinese herb "Aconite root" also named "fuzi" and Chinese medical prescriptions that characterized by using "fuzi" as monarch, can improve the cardiac function and remodeling in human and rat. Higenamine , as the main inotropic functional compound of "fuzi", was demonstrated recently in vitro by our group to attenuate apoptosis through beta2/Gi/PI3K/AKT pathway. Interestingly, we also found Higenamine induced hypertrophy in primary cultured adult mouse ventricular myocytes. Based on preliminary data, we hypothesize that: [1]. Higenamine plays inotropic role in heart via exciting beta2/Gs and membrane- specific cAMP/PKA pathway, which leads to cardiac inotropic. [2]. By activating beta2/Gi/PI3k/AKT pathway, Higenamine attenuates cardiac apoptosis in vivo and in vitro. [3]. Also through this signal pathway, Higenamine triggers physiological cardial hypertrophy, which may be complementary benefit in later heart failure. To test our hypothesis, first, ex-vivo Langendorff heart perfusion system and fluorescence resonance energy ransfer(FRET) will be utilized to measure beta2 AR/Gs, membrane specific AC/cAMP/PKA pathway and inotropic function of Higenamine. Secondly, ischemia/reperfusion mouse model and myocardial infarction model in vivo, siRNA technology to knock down target gene in vitro will be performed to confirm the anti-apoptotic function of Higenamine. Finally, mouse transverse aortic constriction (TAC) model in vivo, pharmacological inhibitor and RNAi knock down in vitro will be done to support that: Higenamine cause physiological instead of pathological cardiac hypertrophy through beta2/Gi/PI3K/AKT pathway. This findings will provide strong evidence of inotropic, anti-apoptotic and physiological hypertrophy inducible function of Higenamine in later stage of heart failure, and Higenamine may have potential to develop new candidate for therapy of heart failure.
本课题组以往临床和实验研究显示附子及附子为主的经验方改善心功能和心室重构,前期对其水溶性强心单体去甲乌药碱(Higenamine)的体外研究发现其通过β2/Gi/PI3K/AKT途径抑制新生大鼠、成年小鼠心肌细胞氧化应激引起的凋亡,同时发现该药物同样导致成年小鼠心肌细胞肥大。在此基础上,我们拟采用体外灌流小鼠心脏、单个心肌细胞荧光共振能量转移(FRET)技术证明Higenamine通过β2兴奋细胞膜局部cAMP/PKA活性发挥强心作用;采用缺血再灌注和心梗后心衰小鼠模型及体外RNA干扰技术证明其通过β2/Gi/PI3K/AKT通路在体内及体外抗心肌细胞凋亡,保护心功能;采用小鼠主动脉缩窄(TAC)模型及体外RNA干扰、药物抑制的方法证明其诱导的心肌细胞肥大是有良性代偿意义的生理性肥大而非病理性肥大,其通路也是β2/Gi/PI3K/AKT。完善附子的现代分子生物学研究,以期开发心衰治疗新药。

结项摘要

心肌细胞凋亡加重心肌缺血损伤,并加剧心力衰竭的进展。生理性心肌细胞肥大可以适应机体生理性供血需要,可能对晚期心力衰竭保持心肌收缩力有良性的代偿作用。数千年来,中医将附子用于治疗有心衰症状的疾病,去甲乌药碱作为附子的主要水溶性强心成份,有研究表明其在某些细胞有抗凋亡作用,如心肌细胞和神经元细胞。但是对于心肌细胞,去甲乌药碱的药理学靶点和分子机制尚不十分明确。在此,我们发现去甲乌药碱保护心肌细胞凋亡和缺血再灌注损伤是通过选择性激活β2肾上腺素受体。而且,我们阐明了在小鼠体内,去甲乌药碱明显减少了由缺血再灌注导致的心肌梗塞面积。无论在新生大鼠还是成年小鼠心肌细胞,我们不仅证明了去甲乌药碱可以抑制细胞凋亡,还证明了它可以降低凋亡生物标志物的表达,比如caspase3和caspase9。更重要的是,我们证明了在心肌细胞中,去甲乌药碱的作用可以被β2-AR阻滞剂抑制,而不能被β1-AR阻滞剂抑制。同时,我们明确了在小鼠心脏中,去甲乌药碱减少了因缺血再灌注而导致的心肌损伤,并且减少了依赖β2-AR通路的凋亡蛋白。在心肌细胞中,去甲乌药碱是通过活化磷酸化的AKT和激活PI3K而发挥抗凋亡的作用。这些发现共同证明了去甲乌药碱是通过调节β2-AR/PI3K/AKT通路发挥抗凋亡和保护心肌的作用。我们采用FRET技术观察去甲乌药碱对心肌细胞细胞膜局部cAMP、PKA的激活作用,证明其仅激活细胞膜附近的cAMP pool发挥强心作用,而无β1受体激活全细胞cAMP/PKA导致的心肌细胞肥大和凋亡的副作用。我们采用小鼠主动脉缩窄心脏肥厚模型,发现单独应用去甲乌药碱组的心肌细胞面积增大,但是心功能及心衰的生物标志物均正常,提示其诱导了心肌细胞的生理性肥大;在中晚期TAC模型组中,发现去甲乌药碱可以抑制病理性心肌肥厚,表现在心肌细胞面积减小,心功能及心衰的生物标志物均恢复正常。本课题研究结果完善了强心药附子的有效成分去甲乌药碱的现代分子生物学基础,而且有力地支持了附子在心力衰竭方面的治疗地位,有可能作为先导化合物开发新型抗心力衰竭药物。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
从cTnI探讨强心方对慢性心力衰竭患者心肌保护作用
  • DOI:
    10.1061/(asce)st.1943-541x.0001649
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    世界中医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    凌望;张蕾;程大雁;朱锦星;周苗;董耀荣;吴美平
  • 通讯作者:
    吴美平
中医药治疗冠状动脉粥样硬化性心脏病研究概述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程大艳;吴美平
  • 通讯作者:
    吴美平
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程大艳;吴美平
  • 通讯作者:
    吴美平
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    朱锦星;吴美平
  • 通讯作者:
    吴美平
药膏贴敷耳穴疗法辅助治疗对轻、中度高血压患者血压影响的临床观察
  • DOI:
    10.16025/j.1674-1307.2017.09.006
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    北京中医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张蕾;王根发;任杰;吴美平
  • 通讯作者:
    吴美平

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其他文献

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    --
  • 发表时间:
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  • 作者:
    铁俊波;吴美平;蔡劭琨;张开东;练军想
  • 通讯作者:
    练军想
中药干预心脏成纤维细胞活化防治心肌纤维化研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱锦星;凌望;程大雁;吴美平
  • 通讯作者:
    吴美平
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李显;吴美平;张开东;黄杨明
  • 通讯作者:
    黄杨明
利用惯性/视觉信息进行姿态估计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Automatica, vol. 46, pp. 1809-1812, 2006. (SCI)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    武元新;吴美平
  • 通讯作者:
    吴美平
Omission Error Analysis in Gravity Gradient Measurement
重力梯度测量中的遗漏误差分析
  • DOI:
    10.1109/access.2018.2840155
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    IEEE ACCESS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    韦宏玮;吴美平;曹聚亮;练军想;蔡劭琨
  • 通讯作者:
    蔡劭琨

其他文献

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吴美平的其他基金

米力农激活PKA弥散磷酸化RyR2诱导心肌细胞内质网应激及中药单体Sta的抑制作用
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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