背景:急性心肌梗死(AMI)是全球主要致死性疾病之一。随着人口老龄化的加剧,AMI发病率将持续升高。经皮冠状动脉介入治疗、静脉溶栓等手段显著降低了 AMI患者的死亡率,但再灌注过程反而会进一步加重心肌损伤,即心肌缺血再灌注损伤(MI/RI)。MI/RI可导致心律失常、心脏骤停、心肌顿抑等并发症,影响心肌梗死面积。因此,预防和治疗MI/RI是改善AMI患者预后的关键。MI/RI发生机制复杂,主要涉及氧化应激、炎症反应、细胞凋亡等病理生理过properties of biological processes程。芦荟苷具有抗氧化应激、抗炎症反应、抗肿瘤等生物活性,在心血管疾病、肝脏损伤等疾病模型中发挥着保护作用。目前,芦荟苷在MI/RI中的作用和机制尚不明确。目的:本文通过构建心肌细胞模拟缺血/再灌注损伤(SI/RI)模型和大鼠MI/RI模型,探讨芦荟苷在MI/RI中的作用及其可能的机制。方法:1.芦荟苷对心肌细胞SI/RI模型的保护作用及其机制。芦荟苷预处理6 h,三气低氧培养箱缺氧4 h,复氧8 h,建立心肌细胞SI/RI模型。不同浓度(0-100μM)芦荟苷分别处理正常心肌细胞和心肌细胞SI/RI模型,MTT法测定细胞活力,根据结果选择芦荟苷最适浓度。将细胞分组如下:①control组;②SI/R组;③SI/R+Alo50μM组。在各组心肌细胞中用流式细胞分析仪测定细胞凋亡;测定乳酸脱氢酶(LDH)释放量;超氧化物歧化酶(SOD)活性;测定活性氧(ROS)含量、丙二醛(MDA)含量、白介素-6(IL-6)含量、白介素-1β(IL-1β)含量和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量;蛋白质印迹法(Western blot)测定Bcl-2、Bax、Nrf2和HO-1蛋白表达水平;实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)测定 TNF-α、IL-6、IL-1β、Nrf2 和 HO-1 mRNA水平。应用小干扰 siRNA沉默Nrf2的表达,进一步探讨芦荟苷是否通过调控Nrf2/HO-1信号通路发挥对心肌细胞SI/RI模型的保护作用,实验分组为:①control组;②SI/R组;③SI/R+Alo组;④SI/R+Alo+si-con组;⑤SI/R+Alo+si-Nrf2组。检测心肌细胞的细胞活力、LDH释放量、细胞凋亡情况、SOD活性、MDA含量、ROS含量、IL-6、IL-1β、TNF-α含量。2.在大鼠MI/RI模型中进一步验证芦荟苷的保护作用和机制。雌性 Wistar 大鼠随机分为 sham 组、model 组、Alo 20 mg/kg 组和 Alo 40 mg/kg组,Alo+MLselleck385组(Alo 40 mg/kg,ML385 30 mg/kg)。分别给予芦荟苷或相同体积PBS进行灌胃,每日1次。在灌胃给药前1h腹腔注射ML385,每日1次,均连续给药7d。在手术当天,末次给药后1h,对Wistar大鼠的冠状动脉左前降支中上1/3处用手术线进行结扎,缺血时间30 min,再灌注时间4 h,建立大鼠MI/RI模型,观察芦荟苷对大鼠MI/RI的保护作用。测定各组大鼠的心律失常潜伏期、心律失常持续时间、ST段电势差;测定血清中CK-MB、LDH含量;测定心肌组织SOD活性、MDA含量;氯化三苯四氮唑(TTC)和伊文思蓝(Evans Blue)双染色测定心肌梗死区域面积(IA)、心肌危险区域面积(AAR)、心肌保护区域面积(PA);HE染色观察大鼠心肌组织形态学;TUNEL染色检测心肌细胞凋亡情况;Western blot检测心肌组织Nrf2和HO-1蛋白表达水平。免疫组化(IHC)检测心肌组织中HO-1蛋白阳性表达水平;RT-qPCR技术检测心肌组织中Nrf2、HO-1 mRNA水平。结果:1.芦荟苷对心肌细胞无明显毒性。在心肌细胞SI/RI模型中,50 μM芦荟苷能够显著提高细胞存活率,选取芦荟苷50 μM作为最佳浓度。2.在心肌细胞SI/RI模型中,芦荟苷预处理能够呈剂量依赖性增加心肌细胞活力,沉默Nrf2后抑制了芦荟苷增加心肌细胞活力的作用。3.在心肌细胞SI/RI模型中,芦荟苷预处理能够减少细胞凋亡,降低Bax蛋PUN30119白表达、升高Bcl-2蛋白表达。沉默Nrf2后抑制了芦荟苷的抗细胞凋亡作用。4.在心肌细胞SI/RI模型中,芦荟苷预处理增加了心肌细胞的SOD活性,显著减少ROS生成,降低LDH释放量和MDA含量。沉默Nrf2后明显抑制了芦荟苷抗氧化应激的作用。5.在心肌细胞SI/RI模型中,芦荟苷预处理显著降低TNF-α、IL-6和IL-1β含量及mRNA水平,沉默Nrf2后抑制了芦荟苷的抗炎作用。6.在心肌细胞SI/RI模型中,芦荟苷预处理显著上调Nrf2及HO-1的表达。7.在大鼠MI/RI模型中,ST电势差升高,TTC和Evans Blue双染色测定心肌梗死面积明显增加。血清中CK-MB、LDH含量升高,表明大鼠MI/RI模型构建成功。芦荟苷预处理能够减小心肌梗死面积,增加心肌保护区面积,降低血清CK-MB、LDH含量。ML385处理后抑制了芦荟苷在大鼠MI/RI模型中的心肌保护作用。8.在大鼠MI/RI模型中,芦荟苷预处理能够增加心肌SOD活性,减少ROS生成,减少MDA含量。ML385处理后抑制芦荟苷在大鼠MI/RI模型中的抗氧化应激作用。9.大鼠MI/RI模型中,TUNEL染色结果显示细胞凋亡率显著增加,芦荟苷能够降低细胞凋亡率活性。ML385抑制了芦荟苷在大鼠MI/RI模型中抗细胞凋亡的作用。10.大鼠MI/RI模型中,芦荟苷预处理可以上调Nrf2、HO-1表达,ML385处理后抑制了芦荟苷上调Nrf2、HO-1表达的作用。结论:1.芦荟苷可以通过抑制细胞凋亡、抗氧化应激、减轻炎症反应,减轻心肌缺血再灌注损伤。2.芦荟苷可以通过激活Nrf2/HO-1信号通路抑制细胞凋亡、抗氧化应激、减轻炎症反应,从而改善心肌缺血再灌注损伤。