基于转录组测序、网络药理学探究益气活血方促进心肌梗死大鼠血管新生的机制

摘要

目的 通过转录组测序、网络药理学探究益气活血方对心肌梗死大鼠血管新生的调控机制。方法 将12只雄性SD大鼠通过左冠状动脉前降支结扎法制备心肌梗死大鼠模型，造模成功后，采用随机数字表法分为模型组、益气活血方组，每组6只；另6只假手术组大鼠术中只穿线、不结扎。术后第2天，益气活血方组灌胃益气活血方水煎液(8.2 g/kg),其他两组灌胃等体积蒸馏水，每日1次，共28 d。通过超声心动图评估大鼠心功能，分别检测左心室射血分数(LVEF)、左心室短轴缩短率(LVFS)、左心室收缩末期容积(LVESV)、左心室舒张末期容积(LVEDV);观察心脏外观并拍照；苏木精-伊红(HE)染色、Masson染色观察心肌梗死边缘区炎性细胞浸润和胶原纤维增生情况；免疫荧光染色法检测大鼠心肌梗死边缘区CD31荧光表达。采用转录组测序筛选假手术组和模型组的差异基因，进行基因本体(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析；网络药理学筛选益气活血方作用靶点；两者取交集，进行GO、KEGG分析，预测益气活血方治疗心肌梗死后血管新生的核心靶点与通路。结果 假手术组大鼠心脏外观红润光滑，未见明显组织坏死痕迹；模型组心脏苍白褶皱，结扎区及附近心肌梗死明显；益气活血方组心脏同样表现为心肌组织变白，心肌梗死区域较模型组减小，心脏明显增大。与假手术组比较，模型组大鼠LVEF、LVFS降低，LVESV、LVEDV升高(P<0.05);与模型组比较，益气活血方组大鼠LVEF、LVFS升高，LVESV、LVEDV降低(P<0.05)。HE染色显示，假手术组心肌细胞排列整齐，形态完整；模型组心肌梗死边缘区心肌细胞形态、排列不规则，有大量炎性细胞浸润；与模型组比较，益气活血方组炎性细胞浸润减少。Masson染色显示，假手术组心肌纤维呈红色，排列整齐，结构清晰；模型组心肌细胞边界模糊，有大量蓝色胶原纤维增生；与模型组比较，益气活血方组蓝色胶原纤维减少，心肌细胞排列较整齐。与假手术组比较，模型组CD31荧光强度增加(P<0.05);与模型组比较，益气活血方组CD31荧光强度增加(P<0.05)。转录组测序筛选出模型组和假手术组的691个差异基因，GO分析涉及的细胞生物过程包括细胞外基质(ECM)、细胞外空间结构等，KEGG分析富集于ECM-受体相互作用、转化生长因子-β信号通路等。网络药理学检索得到益气活血方主要成分47个、作用靶点756个。与转录组测序的差异基因取交集，得到益气活血方治疗心肌梗死后血管新生靶点共31个，GO、KEGG分析预测其可能通过钙离子转运、血管内皮生长因子(VEGF)通路等调控血管新生。结论 益气活血方可能通过钙离子转运、VEGF通路等促进心肌梗死后血管新生，改善心脏结构及功能。

关键词

心肌梗死 / 血管新生 / 益气活血方 / 转录组测序 / 网络药理学 / 大鼠

基金资助

国家自然科学基金项目(No.82274380)