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第一部分 黄芪总甙影响线粒体分裂和融合与心肌重构的实验研究 目的:探究黄芪总甙对线粒体分裂和融合与心肌重构的影响。 方法:动物研究所实验动物技术公司提供了60只SD大鼠,体重为190±10 g。使动物适应12/12h的明/暗循环,导致在23-25°C的室温和50-70%的湿度下适应环境,并在使用前7天自由接触食物和水。根据要求将大鼠分为对照组（用于模型组和给药组的对照实验,n=20）,模型组（进行心肌梗塞手术诱导心力衰竭模型,n=20）,给药组（在心力衰竭诱导后两天开始口服黄芪总甙药物n=20）。通过左前降支结扎诱发大鼠急性心肌梗塞模型。使用无创尾压设备测定大鼠收缩压（Systolic blood pressure,SBP）,舒张压（diastolic blood pressure,DBP）和平均血压（mean blood pressure,MBP）,彩色多普勒超声诊断仪检测射血分数（Ejection fraction,EF）和分数缩短（fractional shortening,FS）。通过组织病理学检测大鼠的心肌重构,Masson染色观察心肌胶原蛋白沉积。通过相应的生化试剂盒检查线粒体复合物I～IV的活性;通过外标法在254nm处测量三磷酸腺苷（adenosine triphosphate,ATP）,二磷酸腺苷（adenosine diphosphate,ADP）和单磷酸腺苷（adenosine monophosphate,AMP）的含量。通过测量大鼠心肌中活性氧（reactive oxygen species,ROS）,丙二醛（malondialdehyde,MDA）浓度来确定氧化应激水平。通过蛋白印迹分心肌凋亡相关因子Bax、Bcl-2和caspase-3以及线粒体裂解/融合蛋白线粒体蛋白1（Mitochondrial Protein 1,MFN1）,MFN2,动力蛋白相关蛋白1（Dynein related protein 1,Drp1）和线粒体裂变1蛋白（Mitochondrial Fission 1 Protein,Fis1）的蛋白表达水平。 结果:心梗组较对照组的MBP升高,P＜0.05,差异具有统计学意义;EF和FS降低（P＜0.05）,给药组较心梗组MBP降低P＜0.05,差异具有统计学意义;EF和FS升高（P＜0.05）。心梗组较对照组的胶原蛋白含量和心脏/体重值升高,P＜0.05,差异具有统计学意义;给药组较心梗组胶原蛋白含量和心脏/体重值降低,P＜0.05,差异具有统计学意义。心梗组较对照组的复合物I～IV的活性降低（P＜0.05）,给药组较心梗组复合物I～IV的活性升高,P＜0.05,差异具有统计学意义。心梗组较对照组的ATP,ADP含量降低,AMP含量升高,P＜0.05,差异具有统计学意义;给药组较心梗组ATP,ADP含量升高,AMP含量降低,P＜0.05,差异具有统计学意义。心梗组较对照组ROS和MDA水平升高,P＜0.05,差异具有统计学意义;给药组较心梗组ROS和MDA水平降低,P＜0.05,差异具有统计学意义。心梗组较对照组Bax和caspase-3的蛋白表达升高,Bcl-2蛋白表达降低,P＜0.05,差异具有统计学意义,给药组较心梗组Bax和caspase-3的蛋白表达降低,Bcl-2蛋白表达升高,P＜0.05,差异具有统计学意义。心梗组较对照组DRP1m RNA表达升高,MFN1、MFN2、OPA1蛋白的表达降低,P＜0.05,差异具有统计学意义;给药组较心梗组DRP1表达降低,MFN1、MFN2、OPA1表达升高,P＜0.05,差异具有统计学意义。 结论:黄芪总甙通过作用线粒体可以改善心梗大鼠模型的心脏功能,改善心脏纤维化,恢复线粒体结构和功能,并减少心肌重塑的进展。 第二部分 黄芪总甙对BNIP3LNIX和FUNDC1介导的心肌细胞线粒体分裂和融合的影响 目的:探究黄芪总甙对BNIP3LNIX和FUNDC1介导的心肌细胞线粒体分裂和融合的影响。 方法:将si-BNIP3LNIX或FUNDC1等载体转染到细胞中进行细胞转染,黄芪总甙处理CPC细胞,实时定量PCR检测组织细胞中相关因子m RNA表达水平,Western blot方法比较组织中相关蛋白的表达量。荧光素酶检测试剂盒检测相对荧光素酶活性。 结果:CPC分化开始后会迅速诱导出线粒体吞噬,该过程由线粒体受体介导,而不是由PINK1-PRKN/PARKIN途径介导。由BNIP3LNIX和FUNDC1介导的线粒体细胞不参与调节祖细胞命运的确定,线粒体的生物发生或重编程。线粒体受体的敲低破坏了分化过程中线粒体网络的形成和功能异常的线粒体的积累,P＜0.05,差异具有统计学意义。黄芪总甙导致线粒体功能降低和对细胞死亡的敏感性增加,P＜0.05,差异具有统计学意义。 结论:黄芪总甙处理CPC后,线粒体的数量和形态在早期得到调节,并有助于线粒体网络重塑,以适应成熟细胞的生物能需求。 第三部分黄芪总甙通过干预BNIP3LNIX和FUNDC1介导的线粒体分裂和融合影响心肌重构的 机制 目的:探讨黄芪总甙通过干预BNIP3LNIX和FUNDC1介导的线粒体分裂和融合影响心肌重构的机制。 方法:研究使用6周龄,体重25-30 g的雄性C57BL/6小鼠。将所有动物圈养在有空调的房间中（22±0.5°C）,在12/12h的明暗循环中,饲养期间小鼠可以随意获得标准实验室食物和水。根据实验目的将所有小鼠随机分为三组:对照组,模型组和黄芪总甙组。通过心肌梗塞手术对小鼠进行心衰模型诱导。通过RT-PCR实时分析BNIP3LNIX、FUNDC1、纤连蛋白和胶原蛋白的m RNA表达。通过分离小鼠心肌细胞检测线粒体膜电位和细胞色素C水平。通过蛋白印迹分析ETC复合物酶（复合酶I,复合酶III和复合酶IV）活性和线粒体融合蛋白2（mitofusion2,Mfn2）,光学萎缩蛋白1（Optical Atropin 1,OPA1）和动力相关蛋白1（Motility-associated protein,DRP1）的蛋白表达。通过胸超声心动图对小鼠左心室功能进行检测。HE染色观察心脏结构。通过透射电子显微镜观察线粒体超微结构。 结果:模型组较对照组BNIP3LNIX的m RNA表达升高（P＜0.05）,FUNDC1表达降低（P＜0.05）,黄芪总甙组较模型组BNIP3LNIX的m RNA表达降低（P＜0.05）。模型组较对照组的线粒体膜电位降低,P＜0.05,差异具有统计学意义;细胞色素C蛋白表达升高,P＜0.05,差异具有统计学意义;黄芪总甙组较模型组线粒体膜电位升高,P＜0.05,差异具有统计学意义;细胞色素C蛋白表达降低,P＜0.05,差异具有统计学意义。模型组较对照组复合酶I,复合酶III和复合酶IV活性降低,P＜0.05,差异具有统计学意义;黄芪总甙组较模型组升高,P＜0.05,差异具有统计学意义。模型组较对照组Mfn2和OPA1蛋白表达降低,P＜0.05,差异具有统计学意义;DRP1蛋白表达升高,P＜0.05,差异具有统计学意义;黄芪总甙组较模型组Mfn2和OPA1蛋白表达升高,P＜0.05,差异具有统计学意义;DRP1蛋白表达降低,P＜0.05,差异具有统计学意义。模型组较对照组的PGC-1α和Tfam的蛋白表达降低（P＜0.05）,黄芪总甙组较模型组升高,P＜0.05,差异具有统计学意义。模型组较对照组左心室舒张末期厚度,收缩末期厚度,舒张末期容积和收缩末期容积升高,P＜0.05,差异具有统计学意义;而射血分数降低,P＜0.05,差异具有统计学意义;黄芪总甙组较模型组小鼠左心室舒张末期厚度,收缩末期厚度,舒张末期容积和收缩末期容积降低,P＜0.05,差异具有统计学意义;射血分数升高,P＜0.05,差异具有统计学意义。模型组较对照组的纤连蛋白和胶原蛋白的m RNA表达升高,P＜0.05,差异具有统计学意义;黄芪总甙组较模型组降低,P＜0.05,差异具有统计学意义。模型组较对照组的LC3和caspase-3蛋白的m RNA表达升高,P＜0.05,差异具有统计学意义。 结论:黄芪总甙可干预BNIP3LNIX和FUNDC1的表达,调控线粒体分裂融合的正向平衡,抑制不良因素造成的心肌重塑的发生。