張明倩,崔爽,梁五林,郭凡帆,張?zhí)祛#涛暮?,歐文靜,伍永鴻,張仲毅,葛東宇,張碩峰*
1.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院,北京 102488;2.秦皇島市山海關(guān)藥業(yè)有限責(zé)任公司,河北 秦皇島 066000;3.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中醫(yī)學(xué)院,北京 102488
冠心病和抑郁癥是2 種最常見的人類健康問題,是影響全球疾病負(fù)擔(dān)的兩大主要原因,且兩者之間存在復(fù)雜的相互聯(lián)系,抑郁癥會(huì)導(dǎo)致心血管疾病,而心血管疾病又會(huì)導(dǎo)致抑郁癥[1]。有研究表明,抑郁癥是冠心病的另一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素,會(huì)增加患者發(fā)生主要心血管不良事件的風(fēng)險(xiǎn),嚴(yán)重影響心血管疾病預(yù)后,影響患者生活質(zhì)量[2]。急性心肌梗死作為冠心病的典型急診表現(xiàn),具有高發(fā)病率和死亡率的特點(diǎn)。1993年,F(xiàn)rasure-Smith等[3]首次將心肌梗死后抑郁作為心臟全因死亡率增加3~4 倍的重要預(yù)測(cè)因子。有研究顯示[4],急性心肌梗死后平均20%的患者確診為抑郁癥,在經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(PCI)之后,焦慮患病率為25%~37%,而抑郁的患病率可能高達(dá)67%,一年隨訪期間數(shù)據(jù)變化穩(wěn)定,仍有81%的患者在12 個(gè)月后表現(xiàn)出抑郁癥狀,76%的患者表現(xiàn)焦慮癥狀[5]。這些焦慮抑郁癥狀均是影響患者后續(xù)發(fā)病率和死亡率的潛在因素,使心血管疾病的治療復(fù)雜化,使心血管預(yù)后惡化。
心血管疾病并發(fā)抑郁的現(xiàn)狀不容忽視,近年來越來越多的臨床醫(yī)師在治療軀體疾病的同時(shí)更加重視患者心理狀況對(duì)疾病的影響,然而由于臨床醫(yī)師對(duì)心理障礙的辨識(shí)能力普遍較低,診療干預(yù)力度較少,對(duì)此病的治療僅僅局限在常規(guī)藥物治療基礎(chǔ)上給予抗焦慮抑郁藥物(氟西汀、舍曲林、西酞普蘭和米氮平)或輔以心理治療,化學(xué)藥不良反應(yīng)多且明顯,臨床效果不盡人意。中醫(yī)藥遵循辨證論治,從患者整體出發(fā),通過病證結(jié)合,制定個(gè)體化治療方案,可兼顧冠心病和抑郁癥,臨床治療效果較佳,患者易于接受。養(yǎng)心生脈顆粒是一種經(jīng)典的中藥配方,是由經(jīng)典名方“生脈飲”和自擬方“二參湯”創(chuàng)制而成,由人參、麥冬、丹參、五味子、龍眼肉、枸杞子、赤芍、牛膝、郁金、木香、佛手、茯冬、澤瀉、甘草組成,具有養(yǎng)心生脈、安神寧心、理氣活血、補(bǔ)腎健脾的功效。本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法預(yù)測(cè)養(yǎng)心生脈顆粒治療急性心肌梗死合并抑郁的潛在作用靶點(diǎn)及通路,結(jié)合動(dòng)物實(shí)驗(yàn),探討其作用機(jī)制,以期為養(yǎng)心生脈顆粒臨床兼治冠心病和抑郁癥提供參考。
無特定病原體(SPF)級(jí)SD 大鼠42 只,雌雄各半,體質(zhì)量200~220 g,購(gòu)自北京斯貝福實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,動(dòng)物使用許可證號(hào)為SYXK(京)-2019-0010。大鼠自購(gòu)入起飼養(yǎng)溫度為(22±2)℃,可自由獲取食物和飲用水。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)北京中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn),實(shí)驗(yàn)過程符合動(dòng)物倫理相關(guān)規(guī)定,審核批準(zhǔn)號(hào)為BUCM-4-2021122201-4103。
養(yǎng)心生脈顆粒(秦皇島市山海關(guān)藥業(yè)有限責(zé)任公司,批號(hào):20190221);鹽酸氟西汀膠囊(蘇州中化藥品工業(yè)有限公司,批號(hào):55419005);復(fù)方丹參片(上海凱合榮圖們藥業(yè)有限公司,批號(hào):202010001);蛋白定量試劑盒(BCA,凱基生物技術(shù)有限公司,批號(hào):KGP902)、小鼠抗蛋白激酶B(Akt)單克隆抗體(批號(hào):60203-2-Ig)、小鼠抗Akt 磷酸化[絲氨酸(Ser)473]單克隆抗體(批號(hào):66444-1-Ig)、小鼠抗哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)單克隆抗體(批號(hào):66888-1-Ig)、小鼠抗mTOR磷酸化(Ser2448)單克隆抗體(批號(hào):67778-1-Ig)、小鼠抗磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)單克隆抗體(批號(hào):60225-1-Ig)、小鼠抗β-肌動(dòng)蛋白(β-actin)單克隆抗體(批號(hào):66009-1-Ig)、山羊抗兔免疫球蛋白(Ig)G 二抗(批號(hào):SA00001-1)、山羊抗兔IgG二抗(批號(hào):SA00001-2)均購(gòu)自美國(guó)ProteinTech 公司;兔抗PI3K p85 磷酸化[酪氨酸(Tyr)473]/p55(Tyr199)單克隆抗體(批號(hào):17366,美國(guó)Cell Signaling公司)。
Noldus Etho Vision XT9 型采集分析系統(tǒng)(荷蘭Noldus 公司);5200Multi型凝膠成像分析儀(上海天能科技有限公司);BL-420I型信息集成信號(hào)采集與處理系統(tǒng)(成都泰盟軟件有限公司);Mini-PROTEAN?Tetra 型垂直式蛋白質(zhì)電泳槽、Mini-Trans-Blot?Module型槽式轉(zhuǎn)印系統(tǒng)、PowerPac?HC型高電流電泳儀電源均購(gòu)于上海伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品有限公司。
2.1.1 養(yǎng)心生脈顆粒與疾病潛在靶點(diǎn)預(yù)測(cè) 通過中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫與分析平臺(tái)(TCMSP,https://tcmspw.com/)、中醫(yī)藥綜合數(shù)據(jù)庫(TCMID,http://119.3.41.228:8000/tcmid/)和中國(guó)知網(wǎng)檢索養(yǎng)心生脈顆?;钚猿煞帧@胊dmetSAR 數(shù)據(jù)庫(http://lmmd.ecust.edu.cn/admetsar2/)進(jìn)行口服生物利用度(OB)、胃腸吸收(IA)和類藥性篩選五原則篩選,采用SwissTargetPrediction 數(shù)據(jù)庫(http://www.swisstargetprediction.ch/)預(yù)測(cè)活性成分靶點(diǎn)信息。通過GeneCards(https://www.genecards.org/)和OMIM(http://www.omim.org/)數(shù)據(jù)庫,以“acute myocardial infarction”和“depression”為關(guān)鍵詞檢索獲取疾病靶點(diǎn),將藥物成分靶點(diǎn)和疾病靶點(diǎn)取交集,獲得養(yǎng)心生脈顆粒治療急性心肌梗死合并抑郁癥的潛在靶點(diǎn)。
2.1.2 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(PPI)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 通過STRING 11.0 數(shù)據(jù)庫對(duì)靶點(diǎn)蛋白間的相互作用進(jìn)行分析,將交集靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING 11.0 數(shù)據(jù)庫(https://string-db.org/),研究物種設(shè)置為“Homo sapiens”,combined score>0.7,得到交集靶點(diǎn)的PPI信息,導(dǎo)入Cytoscape 3.7.2軟件獲得PPI網(wǎng)絡(luò)圖。
2.1.3 基因本體(GO)生物學(xué)過程和京都基因與基因組百科全書(KEGG)通路富集分析 將交集靶點(diǎn)導(dǎo)入DAVID 6.8 數(shù)據(jù)庫(https://david.ncifcrf.gov/home.jsp),限定物種為“Homo sapiens”,閾值P<0.05,進(jìn)行GO 功能富集分析和KEGG 通路富集分析,將P值由小到大排序前20 位的富集結(jié)果導(dǎo)入SangerBox 在線作圖平臺(tái)(http://sangerbox.com/Tool/)中進(jìn)行可視化展示。
2.1.4 中藥-成分-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和成分-靶點(diǎn)-通路網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 將交集靶點(diǎn)進(jìn)行反向化學(xué)成分預(yù)測(cè),通過Cytoscape 3.7.2軟件構(gòu)建中藥-成分-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),并與排名前20的KEGG信號(hào)通路構(gòu)建成分-靶點(diǎn)-通路網(wǎng)絡(luò)。
2.2.1 模型制備 急性心肌梗死模型制備:大鼠腹腔注射10%的水合氯醛(3 mL·kg-1)麻醉后,可視喉鏡經(jīng)口行氣管插管,連接BL-420I型信息集成信號(hào)采集與處理系統(tǒng)。胸部左側(cè)剪開皮膚,鈍性分離肌肉層,于第2~3 根肋骨開胸,充分暴露心臟,剪開心包膜,結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支,結(jié)扎部位以下心肌組織變白且心電圖ST 段抬高視為造模成功,于30 min后松開結(jié)扎線實(shí)現(xiàn)再灌注。
抑郁模型制備:采用孤養(yǎng)加慢性不可預(yù)見應(yīng)激(CUMS)制備大鼠抑郁模型,每天給予大鼠1 種刺激,具體刺激方式包括4 ℃冰水游泳應(yīng)激5 min、潮濕墊料24 h、禁食禁水24 h、夾尾5 min、40 ℃熱應(yīng)激5 min、傾斜鼠籠24 h、24 h 光照7 種刺激,同一刺激不連續(xù)進(jìn)行。除對(duì)照組大鼠不給予任何刺激外,其余大鼠分別于心肌梗死模型制備前2周和后2周給予CUMS刺激。
2.2.2 動(dòng)物分組及給藥 42 只大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組6 只、假手術(shù)組6 只和模型組30 只。手術(shù)造模成功的大鼠隨機(jī)分為模型組,養(yǎng)心生脈顆粒低、中、高劑量組(劑量分別為2.1、4.2、8.4 g·kg-1)和陽性藥組共5 個(gè)組,均以蒸餾水配制。術(shù)后第2 天灌胃給藥,對(duì)照組、假手術(shù)組和模型組大鼠以等體積蒸餾水灌胃;養(yǎng)心生脈顆粒低、中、高劑量組大鼠分別按體質(zhì)量(10 mL·kg-1)灌胃給予相應(yīng)藥物,每日2 次;陽性藥組大鼠以10 mg·kg-1鹽酸氟西汀膠囊聯(lián)合0.29 g·kg-1復(fù)方丹參片灌胃,每日1 次。連續(xù)給藥2周后進(jìn)行行為學(xué)檢測(cè)及取材。
2.2.3 行為學(xué)檢測(cè) 糖水偏好實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)開始前先進(jìn)行糖水訓(xùn)練,給予每只大鼠1 瓶純水和1 瓶1%蔗糖水,每隔12 h 調(diào)換兩水瓶位置。正式實(shí)驗(yàn)開始前禁食禁水24 h 后進(jìn)行糖水消耗實(shí)驗(yàn),兩水瓶質(zhì)量一致,30 min 調(diào)換水瓶位置,60 min 取走兩水瓶稱質(zhì)量,按公式(1)計(jì)算糖水偏好百分比。
強(qiáng)迫游泳:將大鼠放入水深40 cm,水溫(25±2)℃的有機(jī)玻璃圓桶游泳6 min,攝像機(jī)記錄每只大鼠的游泳視頻,計(jì)算游泳后4 min 內(nèi)的不動(dòng)狀態(tài)(即漂浮不做掙扎)的累計(jì)時(shí)間。
2.2.4 大鼠心功能檢測(cè) 行為學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,10%水合氯醛腹腔注射(3 mL·kg-1)麻醉大鼠,仰臥位固定,行右側(cè)頸總動(dòng)脈插管,待左室壓力曲線穩(wěn)定后,通過BL-420I 型信息集成信號(hào)采集與處理系統(tǒng)分析檢測(cè)大鼠1 min 內(nèi)左心室舒張末期壓力(LVDP)、左心室收縮壓力(LVSP)、左心室壓力上升的最大變化率(+dp/dtmax)和左心室壓力下降的最大變化率(-dp/dtmax)。
2.2.5 蘇木精-伊紅(HE)染色觀察心肌結(jié)構(gòu) 用4%的多聚甲醛溶液固定心肌組織,經(jīng)石蠟包埋,切片。HE 染色,光學(xué)顯微鏡下觀察心肌組織損傷情況,根據(jù)文獻(xiàn)[6]心肌組織病理學(xué)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)心肌損傷程度進(jìn)行評(píng)分。
2.2.6 蛋白質(zhì)印跡法(Western blot)檢測(cè)海馬組織PI3K、磷酸化-PI3K(p-PI3K)、蛋白激酶B(Akt)、p-Akt、mTOR、p-mTOR 蛋白表達(dá) 取大鼠海馬組織50 mg,加入RIPA 裂解液500 μL,用手持勻漿器在冰上進(jìn)行勻漿,4 ℃、14000 r·min-1離心10 min(離心半徑為6 cm),取上清液,采用BCA 試劑盒檢測(cè)蛋白濃度,經(jīng)蛋白變性后,采用10%聚丙烯酰胺凝膠電泳分離,轉(zhuǎn)膜后封閉1.5 h,加入鼠/兔來源的單克隆一抗[稀釋比例PI3K(1∶5000)、p-PI3K(1∶1000)、Akt(1∶5000)、p-Akt(1∶6000)、mTOR(1∶5000)、p-mTOR(1∶5000)],4 ℃孵育過夜,轉(zhuǎn)移至山羊抗鼠/兔單克隆二抗液(1∶5000)中,置于搖床上室溫孵育1 h,TBST 緩沖液洗膜3 次,每次15 min,加ECL 顯影液,使用凝膠成像系統(tǒng)曝光,統(tǒng)計(jì)灰度值計(jì)算蛋白表達(dá)量。
2.2.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行結(jié)果分析,結(jié)果用(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析方法,組內(nèi)兩兩比較采用最小顯著性差異法(LSD)檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1.1 養(yǎng)心生脈顆?;钚猿煞旨鞍悬c(diǎn)、疾病靶點(diǎn)、藥物與疾病潛在靶點(diǎn)預(yù)測(cè) 根據(jù)TCMSP、TCMID數(shù)據(jù)庫及中國(guó)知網(wǎng)文獻(xiàn)檢索,共收集養(yǎng)心生脈顆粒723個(gè)化學(xué)成分,經(jīng)SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫預(yù)測(cè)并篩選出對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)1451個(gè),基于GeneCards和OMIM數(shù)據(jù)庫收集急性心肌梗死靶點(diǎn)615個(gè),抑郁癥靶點(diǎn)590個(gè),去重后與成分靶點(diǎn)取交集,獲得交集靶點(diǎn)54個(gè)(圖1)。
圖1 養(yǎng)心生脈顆粒與疾病交集靶點(diǎn)韋恩圖
3.1.2 養(yǎng)心生脈顆粒治療急性心肌梗死合并抑郁癥潛在靶點(diǎn)PPI 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及分析 將54 個(gè)潛在靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING 數(shù)據(jù)庫,選取置信度>0.7,進(jìn)行PPI 分析,利用Cytoscape 對(duì)PPI 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化處理,得到PPI 網(wǎng)絡(luò)圖(圖2),網(wǎng)絡(luò)平均度值為19.11,大于平均值的靶點(diǎn)有24 個(gè),這24 個(gè)靶點(diǎn)可能是養(yǎng)心生脈顆粒治療急性心肌梗死合并抑郁癥關(guān)鍵靶點(diǎn),其中多個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn),如白細(xì)胞介素-6(IL-6)、Akt1、TNF、IL-1β、IL-10、mTOR、磷脂酰肌醇3-激酶催化亞單位α(PIK3CA)等與炎癥密切相關(guān)。
圖2 養(yǎng)心生脈顆粒與急性心肌梗死和抑郁癥的PPI網(wǎng)絡(luò)
3.1.3 GO 功能富集和KEGG 通路富集分析 運(yùn)用DAVID 6.8 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行GO 功能和KEGG 通路富集分析,GO 功能富集分析共獲得條目362 個(gè)(P<0.05),其中生物過程(BP)277 條,細(xì)胞組成(CC)32 條,分子功能(MF)53 條,分別選取P值排名前20 位的BP、CC、MF,使用SangerBox 在線平臺(tái)作可視化展示(圖3)。
圖3 養(yǎng)心生脈顆粒治療急性心肌梗死合并抑郁癥的交集靶點(diǎn)GO基因功能富集分析
KEGG 通路富集分析得到與急性心肌梗死和抑郁癥相關(guān)通路39 條(P<0.05),結(jié)果發(fā)現(xiàn)排名前20的通路涉及5-羥色胺能突觸、TNF 信號(hào)通路、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路、Toll樣受體信號(hào)通路、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素信號(hào)通路、缺氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)信號(hào)通路、Janus 酪氨酸蛋白激酶(JAK)/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)信號(hào)通路、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)信號(hào)通路、PI3K-Akt 信號(hào)通路等,由此推測(cè),養(yǎng)心生脈顆??赡芡ㄟ^調(diào)節(jié)關(guān)鍵靶點(diǎn),激活這些信號(hào)通路,從而發(fā)揮治療急性心肌梗死合并抑郁癥的作用(圖4)。
圖4 養(yǎng)心生脈顆粒治療急性心肌梗死合并抑郁癥的交集靶點(diǎn)KEGG通路富集分析
3.1.4 中藥-成分-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和成分-靶點(diǎn)-通路網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 將反向預(yù)測(cè)的化學(xué)成分與中藥、交集靶點(diǎn)及3.1.3 項(xiàng)下篩選的排名前20 的通路導(dǎo)入Cytoscape 3.7.2 軟件,分別構(gòu)建中藥-成分-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和中藥-成分-靶點(diǎn)-通路網(wǎng)絡(luò)(圖5~6)。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),1個(gè)基因參與多條信號(hào)通路,表明這些通路之間相互影響,參與體內(nèi)多個(gè)生物過程,影響機(jī)體多種生物學(xué)功能,表明養(yǎng)心生脈顆粒通過調(diào)節(jié)多種途徑發(fā)揮治療心肌梗死合并抑郁癥的作用。
圖5 養(yǎng)心生脈顆粒中藥-成分-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)
其中,TNF、MAPK、PI3K-Akt 等信號(hào)通路與炎癥關(guān)系密切,研究表明,急性心肌梗死后誘發(fā)外周組織TNF 的釋放可引發(fā)腦內(nèi)皮滲漏和血腦屏障完整性的破壞,從而誘發(fā)神經(jīng)炎性反應(yīng),阻斷TNF 則可逆轉(zhuǎn)患者的抑郁癥狀[7];MAPK可被心肌梗死后的多種炎性因子激活,并且參與炎性反應(yīng)的調(diào)控,而其表達(dá)水平的降低與抑郁癥密切相關(guān)[8];PI3K-Akt可通過參與細(xì)胞增殖、分化、遷移、存活及糖代謝等多個(gè)生物過程,調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞能量代謝,進(jìn)而發(fā)揮心臟保護(hù)作用。研究表明,Akt 與抑郁患者的抑郁嚴(yán)重程度密切相關(guān),可增強(qiáng)海馬干細(xì)胞功能[9];VEGF 可在心肌梗死后引起心臟血管新生,同時(shí)腦內(nèi)VEGF 的表達(dá)過低與抑郁癥的發(fā)生有關(guān),抗抑郁藥物可通過上調(diào)海馬VEGF的表達(dá),促進(jìn)血管生成和神經(jīng)發(fā)生發(fā)揮抗抑郁作用。上述信號(hào)通路提示,養(yǎng)心生脈顆??赡芡ㄟ^調(diào)控炎癥反應(yīng)、血管生成及能量代謝等發(fā)揮治療急性心肌梗死合并抑郁癥的作用。
通過對(duì)關(guān)鍵靶點(diǎn)和通路的綜合分析,PI3K-Akt可被腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子/酪氨酸激酶(BDNF/TrkB)、JAK/STAT 等多個(gè)上游信號(hào)通路激活,同時(shí)激活后的PI3K-Akt 又可調(diào)節(jié)下游mTOR、VEGF、MAPK、半胱氨酸蛋白酶3(CASP3)、腫瘤蛋白53(TP53)、HIF-1α等多個(gè)關(guān)鍵蛋白,提示PI3K-Akt信號(hào)通路與這些炎癥、凋亡相關(guān)基因和通路有著密切的聯(lián)系,是介導(dǎo)多種細(xì)胞因子促成活的關(guān)鍵通路,在心肌梗死和抑郁癥的治療中也被認(rèn)為是重要的級(jí)聯(lián)信號(hào)通路[10-11]。因此,推測(cè)養(yǎng)心生脈顆??赡芡ㄟ^激活PI3K-Akt 通路,介導(dǎo)、調(diào)節(jié)多個(gè)信號(hào)分子發(fā)揮治療急性心肌梗死合并抑郁癥的作用。故本研究選取PI3K-Akt 信號(hào)通路及下游mTOR 蛋白進(jìn)行進(jìn)一步動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,以探究養(yǎng)心生脈顆粒治療急性心肌梗死合并抑郁癥的作用機(jī)制。
圖6 養(yǎng)心生脈顆粒中藥-成分-靶點(diǎn)-通路網(wǎng)絡(luò)
3.2.1 養(yǎng)心生脈顆粒對(duì)急性心肌梗死合并抑郁大鼠糖水偏好和游泳不動(dòng)時(shí)間的影響 與對(duì)照組相比,假手術(shù)組大鼠糖水偏好和游泳不動(dòng)時(shí)間均無明顯差異,與假手術(shù)組相比,模型組大鼠糖水偏好顯著降低(P<0.01),游泳不動(dòng)時(shí)間明顯延長(zhǎng)(P<0.01);與模型組比較,養(yǎng)心生脈顆粒各給藥組大鼠的糖水偏好顯著增加(P<0.01),游泳不動(dòng)時(shí)間明顯減少,以養(yǎng)心生脈顆粒高劑量組降低最為明顯(P<0.01),其效果與陽性藥組大鼠水平相當(dāng)(表1)。
表1 各組大鼠糖水偏好及游泳不動(dòng)時(shí)間結(jié)果比較(±s, n=6)
表1 各組大鼠糖水偏好及游泳不動(dòng)時(shí)間結(jié)果比較(±s, n=6)
注:與假手術(shù)組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01;陽性藥組為10 mg·kg-1鹽酸氟西汀膠囊聯(lián)合0.29 g·kg-1復(fù)方丹參片;表2~4同。
3.2.2 養(yǎng)心生脈顆粒對(duì)急性心肌梗死合并抑郁大鼠心功能的影響 與對(duì)照組相比,假手術(shù)組大鼠血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)無明顯變化,模型組大鼠LVSP 明顯降低,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而LVDP、+dp/dtmax、-dp/dtmax顯著降低(P<0.05,P<0.01);與模型組比較,養(yǎng)心生脈顆粒各給藥組及陽性藥組LVSP 有升高的趨勢(shì),但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而養(yǎng)心生脈顆粒各給藥組及陽性藥組LVDP、+dp/dtmax、-dp/dtmax顯著升高(P<0.05,P<0.01,表2)。
表2 各組大鼠心功能結(jié)果比較(±s, n=6)
表2 各組大鼠心功能結(jié)果比較(±s, n=6)
3.2.3 養(yǎng)心生脈顆粒對(duì)急性心肌梗死合并抑郁大鼠心肌組織病理學(xué)的影響 對(duì)照組大鼠整體形態(tài)結(jié)構(gòu)未見明顯異常,心肌細(xì)胞完整、排列規(guī)則、無炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和水腫、心室結(jié)構(gòu)無明顯異常;假手術(shù)組大鼠心肌細(xì)胞較完整、排列規(guī)則、有少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn);模型組大鼠可見到大量的心肌細(xì)胞壞死,結(jié)構(gòu)紊亂、排列不整齊,且伴隨淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)以及新生纖維母細(xì)胞填充,組織水腫明顯;養(yǎng)心生脈顆粒低、中、高劑量組大鼠病理結(jié)構(gòu)改變明顯減輕,心肌細(xì)胞排列較規(guī)則,未見明顯壞死,炎癥明顯減輕;養(yǎng)心生脈顆粒高劑量組大鼠血管周圍可見少量的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)(圖7、表3)。
表3 各組大鼠心肌組織病理評(píng)分(±s, n=6)
表3 各組大鼠心肌組織病理評(píng)分(±s, n=6)
圖7 各組大鼠心肌組織HE染色結(jié)果(×200)
3.2.4 養(yǎng)心生脈顆粒對(duì)急性心肌梗死合并抑郁大鼠海馬組織p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR蛋白表達(dá)的影響 與假手術(shù)組比較,模型組大鼠海馬組織PI3K、Akt、mTOR 的磷酸化水平明顯降低(P<0.05);與模型組比較,養(yǎng)心生脈顆粒低劑量組大鼠海馬組織PI3K、Akt、mTOR的磷酸化水平均明顯增加(P<0.05),中劑量組大鼠海馬組織PI3K、Akt 磷酸化表達(dá)增強(qiáng)(P<0.05),但mTOR 磷酸化表達(dá)不顯著,高劑量組大鼠海馬組織PI3K、Akt、mTOR 的磷酸化水平均無顯著差異,表明養(yǎng)心生脈顆粒對(duì)急性心肌梗死合并抑郁大鼠海馬組織p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR 蛋白表達(dá)無劑量依賴性(表4、圖8)。
圖8 各組大鼠海馬組織Western blot結(jié)果
表4 各組大鼠海馬組織p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR蛋白表達(dá)比較(±s, n=3)
表4 各組大鼠海馬組織p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR蛋白表達(dá)比較(±s, n=3)
抑郁癥是心肌梗死患者重要的臨床表現(xiàn),是心肌梗死患者發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。有研究表明,伴有抑郁癥的心肌梗死患者則表現(xiàn)出更高的發(fā)病率和死亡率,嚴(yán)重影響疾病治療與預(yù)后[12]。臨床上治療心梗后抑郁主要以心肌梗死常規(guī)藥物聯(lián)合心理治療和傳統(tǒng)抗抑郁化學(xué)藥為主,此方案不良反應(yīng)明顯,患者治療依從性較差[13]。近年來基于整體觀念的中醫(yī)療法,在心肌梗死伴抑郁治療中具有較大的發(fā)展前景。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)以整合、系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)藥物相互作用為特征,通過構(gòu)建活性成分與疾病靶點(diǎn)之間的相互作用網(wǎng)絡(luò),從整體角度預(yù)測(cè)藥物治療疾病的生物分子機(jī)制,其與中醫(yī)整體觀念有著高度的一致性[14]。故本文通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法探究養(yǎng)心生脈顆粒治療心肌梗死合并抑郁癥的關(guān)鍵靶點(diǎn)及相關(guān)通路,并通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證關(guān)鍵通路。
本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)從養(yǎng)心生脈顆粒篩選出靶點(diǎn)數(shù)目較多的活性成分包括黃芩素、齊墩果酸、棕櫚酸、人參皂苷、丹參素、欖香素等。研究表明,黃芩素可通過調(diào)控PI3K/Akt、MAPKs及核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)等與細(xì)胞凋亡相關(guān)的信號(hào)通路發(fā)揮調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞缺血/缺氧損傷的作用[15];齊墩果酸不僅具有抗動(dòng)脈粥樣硬化、調(diào)控血管生成、抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖等藥理作用,而且對(duì)海馬神經(jīng)元損傷具有一定的保護(hù)作用,可以通過上調(diào)海馬區(qū)BDNF、TrkB、環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)、鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶I(CaMKI)、蛋白激酶C(PKC)、N-甲基-D-天冬氨酸受體2B(NMDAR2B)蛋白表達(dá),減輕海馬神經(jīng)元和突觸超微結(jié)構(gòu)損傷,提高大腦記憶能力,此外,齊墩果酸還具有鎮(zhèn)靜、抗焦慮的作用[16-17];棕櫚酸是血漿脂質(zhì)中含量最豐富的游離脂肪酸,血液中棕櫚酸積累過多可以通過誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激導(dǎo)致炎性反應(yīng)、細(xì)胞肥大及功能障礙,進(jìn)而促進(jìn)心血管疾病的發(fā)展[18];人參皂苷通過參與對(duì)MAPK、PI3K/Akt、VEGF 等多條信號(hào)的調(diào)控,對(duì)保護(hù)心臟功能具有重要的意義,同時(shí)在抗疲勞、抗應(yīng)激、抗抑郁、改善記憶功能、鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛等方面的作用也已被證實(shí)[19]。提示養(yǎng)心生脈顆粒通過多成分、多靶點(diǎn)、多通路治療急性心肌梗死合并抑郁的作用機(jī)制,以及這些成分在其中的重要作用。
經(jīng)PPI 及KEGG 結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),藥物的活性成分與疾病的靶點(diǎn)聯(lián)系緊密,PPI網(wǎng)絡(luò)靶點(diǎn)度值排名篩選得到IL-6、Akt1、VEGF-A、TNF、c-Fos 原癌基因蛋白(FOS)、TP53、CASP3、IL-1β、IL-10、mTOR 等關(guān)鍵核心靶點(diǎn),表明這些靶點(diǎn)在養(yǎng)心生脈顆粒治療心肌梗死合并抑郁癥中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用,KEGG 通路富集分析結(jié)果結(jié)合急性心肌梗死和抑郁癥的共病特點(diǎn),關(guān)鍵通路涉及TNF 信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路、PI3K-Akt 信號(hào)通路、VEGF 信號(hào)通路、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素信號(hào)通路、HIF-1信號(hào)通路等,其中PI3K-Akt 信號(hào)通路可能在急性心肌梗死合并抑郁癥的治療中發(fā)揮著樞紐作用。研究發(fā)現(xiàn)心肌梗死后,自噬相關(guān)蛋白(LC3Ⅱ和Beclin-1)的表達(dá)增加,激活PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路后,抑制過度自噬,可減輕大鼠心肌梗死后的組織損傷[20]。另有研究表明抑郁動(dòng)物的自噬水平明顯下降,抗抑郁藥物可通過激活PI3K/Akt/mTOR,抑制大鼠海馬神經(jīng)元的自噬,從而改善抑郁癥狀[21]。此外,文獻(xiàn)顯示PI3K/Akt 信號(hào)通路上的相關(guān)蛋白[VEGF、HIF-1α、mTOR、叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O(FoxO)等]可通過參與炎癥反應(yīng)、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子釋放、谷氨酸能系統(tǒng)功能、細(xì)胞凋亡與自噬、線粒體功能和促血管新生等過程參與心肌梗死和抑郁癥的發(fā)生[22]。本研究結(jié)果顯示,與假手術(shù)組比較,模型組大鼠海馬組織的PI3K、Akt、mTOR 的磷酸化水平明顯下調(diào),而養(yǎng)心生脈顆粒低、中劑量組可通過上調(diào)上述蛋白磷酸化水平,激活PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路,改善心肌梗死合并抑郁大鼠的心肌組織損傷和抑郁樣行為。
綜上所述,本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和大鼠體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,養(yǎng)心生脈顆??赏ㄟ^激活PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路發(fā)揮對(duì)急性心肌梗死合并抑郁大鼠的心臟保護(hù)作用及抗抑郁作用。