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急性心肌梗死（acute myocardial infarction,AMI）是指由冠状动脉狭窄或闭塞,导致供血区持续缺血而导致的较大范围的心肌坏死。尽管诊断和治疗技术以及药物开发的进步在很大程度上使患者受益,但在过去几十年中,AMI引起的全球死亡率还一直在上升。目前,对AMI的治疗手段主要是西药药物治疗和介入治疗,但这些治疗手段或多或少的都存在一些副作用。中药在治疗AMI上有其多靶点、副作用低等优势。大蒜辣素（Allicin）作为含硫化合物,是大蒜的主要有效成分,经研究表明有降血压、抗动脉粥样硬化、抗心律失常等许多心血管活性,但是对于其改善缺血性心脏病的作用研究较少。本课题组前期研究证明大蒜辣素能够显著对抗AMI,其作用可能是与诱导体内硫化氢（hydrogen sulfide,H2S）生成相关。H2S作为新型的气体信号分子,具有明确的心血管活性,在哺乳动物系统主要是三种特异性合成酶产生内源性H2S,但是对于这些H2S合成酶在心血管系统中的表达和功能众说纷纭。AMI后心肌缺血心肌细胞钙离子转运功能障碍是一系列病理变化的主要原因,最终会导致心肌细胞舒缩功能障碍,引起细胞死亡。故提出本研究的假说:大蒜辣素是通过多种硫化氢合成酶诱导体内H2S生成,从而调控心肌细胞钙离子转运,进而发挥抗AMI作用。为证实该假说,本研究首先明确心脏组织中H2S合成酶的表达,然后使用相关抑制剂观察大蒜辣素对AMI模型大鼠的保护作用与H2S生成的相关性,并进一步从心肌细胞钙转运角度探讨了大蒜辣素对抗AMI的作用机制。整体研究分为三个部分:一、研究目的1.明确大鼠心肌组织中硫化氢合成酶的表达。2.明确大蒜辣素对AMI保护作用及其与H2S生成的相关性。3.明确大蒜辣素对心肌细胞钙离子转运的影响及其与H2S生成的相关性。二、研究方法1.大鼠心肌组织中硫化氢合成酶的表达结扎冠状动脉左前降支制备AMI大鼠模型,随机分为3组:假手术组、模型组和大蒜辣素14 mg/kg组。给药4天后,用免疫荧光（Immunofluorescence,IF）和蛋白印迹法（Western blot,WB）检测大鼠心肌组织中硫化氢合成酶的表达;采用SPSS 25.0进行数据统计分析处理。2.大蒜辣素对AMI模型大鼠的保护作用模型制备同方法1,随机分为8组:假手术组、模型组、地尔硫卓8.1 mg/kg组、大蒜辣素高剂量（14mg/kg）组、大蒜辣素低剂量（7mg/kg）组、大蒜辣素高剂量组+炔丙基甘氨酸（DL-propargylglycine,PAG）组、大蒜辣素高剂量组+氨基乙酸（Amino-oxyacetateacid,AOAA）组和大蒜辣素高剂量组+PAG+AOAA组。使用超声心动图监测大鼠心脏功能与结构上的改变;硝基四氮唑蓝染液（N-BT）染色检测大鼠心肌梗死面积;酶联免疫吸附法（ELISA）测定乳酸脱氢酶（LDH）、肌钙蛋白（cTnI）、胱硫醚-β-合成酶（CBS）和胱硫醚-γ-裂解酶（CSE）的表达水平;亚甲蓝光谱法测定血清和心肌组织的H2S水平;IF和ELISA测定大鼠心脏组织中CBS和CSE的表达水平;苏木精-伊红染色法（HE）观察心脏组织病理变化;采用SPSS 25.0进行数据统计分析处理。3.大蒜辣素对心肌细胞钙离子转运的调控作用模型制备同方法1,随机分为6组:假手术组、模型组、大蒜辣素高剂量（14mg/kg）组、大蒜辣素高剂量+PAG组、大蒜辣素高剂量+AOAA组和大蒜辣素高剂量+PAG+AOAA组。急性分离心肌细胞,荧光负载Fura2/AM,应用单细胞收缩和离子同步检测系统测定心肌细胞收缩指标。用钙离子荧光剂Fura 2/AM负载心肌细胞,分别采用肌浆网钙释放通路（RyR）受体的开放剂（咖啡因）和阻断剂（丁卡因）干预心肌细胞,观察心肌细胞肌浆网Ca2+-ATP酶（SERCA）和钠钙交换体（NCX）功能以及肌浆网钙库容量、钙泄漏水平。应用WB检测钙离子转运相关蛋白表达水平。三、研究结果1.大鼠心肌组织中硫化氢合成酶的表达研究结果显示,假手术组大鼠心脏组织中CBS和CSE表达较多,3-MST表达水平低;模型组大鼠心脏组织中硫化氢合成酶CBS和CSE表达减少,并在应用大蒜辣素治疗后CBS和CSE表达升高。2.大蒜辣素对AMI模型大鼠的保护作用与模型组比较,大蒜辣素14mg/kg组的收缩末期左室前壁厚度（LVAWs）、左心室射血分数（EF）,左心室短轴缩短率（FS）和每搏输出量（SV）均显著增加,心肌梗死面积占心室面积及占全心面积的百分比均显著减小,血清LDH和cTnI含量均显著降低,血清和心肌组织中CBS、CSE和H2S含量均显著升高,心肌病理形态学显示心肌细胞排列较为整齐。与大蒜辣素14mg/kg组比较,大蒜辣素14mg/kg+PAG组、大蒜辣素14mg/kg+AOAA组和大蒜辣素14mg/kg+PAG+AOAA组心功能指标具有不同程度的降低,心肌梗死面积占心室面积及占全心面积的百分比增加,血清LDH和cTnI含量升高,血清和心肌组织中CBS、CSE和H2S含量均降低,心肌病理形态学显示细胞排列较紊乱。3.大蒜辣素对心肌细胞钙转运的调控作用与模型组比较,大蒜辣素14mg/kg组显著提高心肌细胞收缩幅度、钙瞬变幅度、钙瞬变最大释放和回摄速率、钙库容量,降低收缩达峰时间、收缩期t50、舒张期t50、心肌细胞钙瞬变消除常数、钙瞬变时间消除常数Tau NCX、Tau SERCA和钙库钙泄漏水平;抑制 CaMK Ⅱ,p-CaMK Ⅱ、PKA、p-PKA、PLB、p-PLB、RyR、p-RyR、NCX-1 的蛋白表达,提高 SERCA2a蛋白表达;与大蒜辣素14mg/kg组比较,单独应用PAG或AOAA和联合应用PAG+AOAA对大蒜辣素上述作用有不同程度的削弱。四、研究结论（1）大鼠心肌组织中CBS和CSE表达较高,3-MST表达较低;AMI后CBS和CSE的表达均下降,大蒜辣素14 mg/kg组大鼠心肌细胞中CBS和CSE的表达升高。提示,大鼠心肌组织中主要是CBS和CSE这两种硫化氢合成酶表达,且大蒜辣素可以促进AMI大鼠心肌组织中CBS和CSE的表达。（2）大蒜辣素能显著对抗AMI,显著减小心肌梗死面积、改善心功能、改善心肌组织病理形态、提高血清和心肌组织中H2S水平。上述作用绝大部分能被PAG和AOAA所抑制。提示,大蒜辣素上述作用主要与其诱导H2S生成有关,且诱导H2S生成的作用主要由CSE和CBS介导。（3）大蒜辣素组均可显著改善AMI模型大鼠心肌细胞钙转运。单独或联合应用CBS和CSE抑制剂对大蒜辣素的作用均有不同程度的抑制作用。提示,大蒜辣素对心肌缺血模型大鼠心肌细胞钙转运的调控作用与促进H2S生成密切相关,诱导H2S生成的作用主要由CSE和CBS介导。