本研究探讨黄芩素(Baicalein,Bai)在心肌损伤情况下的逆转作用,激活核因子E2相关因子2(Nuclear factor rythroid-2-related factor 2,Nrf2)/血红素氧合酶1(Heme oxygenase-1,HO-1)信号通路介导心肌铁死亡(Ferroptosis)来探讨Bai改善心肌损伤的分子机理,为心脏损伤的发病机制的认识拓宽思维,并为临床研究提供新的方向、新途径。目的:利用腹腔注射异丙肾上腺素(Isoproterenol,ISO)建立心肌肥厚模型,通过腹腔注射Bai进行干预治疗,探讨Bai对心肌肥厚模型下心功能、炎症反应、纤维化的作用以及Bai通过Nrf2/HO-1信号通路调控心肌铁死亡影响心脏损伤的作用。方法:1、将小鼠随机分in vitro bioactivity为4组(n=6),Con组(Con)、模型组(ISO)、Bai低剂量组(ISO+Bai-25)、Bai高剂量组(ISO+Bai-50),黄芩素干预治疗后,对小鼠进行超声心动图评估小鼠心功能;利用病理染色及MDA、CK-MB、LDH试剂盒评估心肌损伤情况及纤维化程度;运用WB检测肥大、纤维化、炎症相关蛋白的表达水平情况。2、将小鼠随机分为4组(n=6),Con组(Con)、黄芩素组(Con+Bai-50)、模型组(ISO)、Bai高剂量组(ISO+Bai-50)。黄芩素干预治疗后,对小鼠进行超声心动图评估小鼠心功能;利用病理染色及MDA、CK-MB、LDH试剂盒评估心肌损伤情况及纤维化程度;运用WB检测心肌肥大、纤维化、抗氧化、炎症以及铁死亡相关蛋白的表达水平情况。3、小鼠随机分为5组(n=6),Con组(Con)、模型组(ISO)、Bai高剂量组(ISO+Bai)、Nrf2抑制剂组(ISO+Bai+ML385)、铁死亡激活剂组(ISO+Bai+Erastin)。按上述方法评估小鼠心脏功能、炎症变化、纤维化情况,另利用铁离子试剂盒检测心肌组织中铁离子的含量;免疫荧光评估Nrf2入核情况;Elisa检测心肌组织中MDA、GSH、ROS的含量;WB检测Nrf2、HO-1信号通路蛋白及铁死亡相关蛋白。结果:1、HE/Masson染色显示,与ISO相比,Bai组可以显著改善心肌损伤及心肌纤维的变化;心超显示,与ISO相比,Bai组HW/BW、IVSd、LVPWd、LVIDd有所改善;ISO组小鼠CK-MB、LDH含量显著升高,Bai组呈剂量依赖性下降;ISO组小鼠GSH活性显著下降,MDA含量增多,Bai组GSH呈浓度依赖升高,MDA含量降低。WB结果显示,与Con组相比,ISO组、Bai组SOD1、CAT表达下调,NF-κB、TNF-α、IL-6、p-Smad2、Collagen I、BNP表达上调(P<0.05);与ISO组相比,Bai组SOD1、CAT蛋白表达呈剂量依赖性上调(P<0.05)。2、(1)通过超声心动图检测,ISO组小鼠LVIDd值明显低于Con组,而ISO组小鼠心脏的LVSd和LVPWd明显高于对照组(P<0.05);心脏取材结果发现:ISO组小鼠心脏质量、心重/体重的比值明显高于对照组,ISO+Bai-50组的小鼠心脏质量、心重/体重的比值明显低于ISO组(P<0.05);WB分析得出:ISO组心肌肥厚相关蛋白B型利钠肽(BNP)、β-肌球蛋白重链(β-MHC)表达水平明显高于对照组,ISO+Bai-50组的心肌肥厚相关蛋白BNP、β-MHC表达水平低于ISO组(P<0.05)。(2)Masson染色显示:ISO组小鼠血管周围及间质纤维化严重程度明显高于对照组,ISO+Bai-50组小鼠纤维化程度有所减轻;WB分析结果:ISO组小鼠纤维化标志物:I型胶原纤维(Collagen I)、纤维连接蛋白(Fib)、转换化生长因子(TGF-β)及Smad2转录因子的蛋白表达水平明显高于对照组,ISO+Bai-50组小鼠Collagen I、Fib、TGF-β、Smad2蛋白表达水平明显低于ISO组(P<0.05)。(3)心肌损伤标志物检测显示:诱导组小鼠CK-MB、LDH的活性明显高于对照组,而ISO+Bai-50组小鼠CK-MB、LDH的活性明显低于ISO组(P<0.05)。(4)氧化应激指标WB分析结果显示:ISO组核因子-κB(NF-κB)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF-α)的蛋白表达水平明显高于对照组,ISO+Bai-50组小鼠NF-κB、IL-6及TNF-α蛋selleckchem Etoposide白表达水平明显低于ISO组(P<0.05);ISO组超氧化物歧化酶(SOD1)、过氧化氢酶(CAT)、的蛋白表达水平明显低于对照组,ISO+Bai-50组小鼠SOD1、CAT蛋白表达水平明显高于ISO组(P<0.05)。3、Nrf2抑制剂(ML385)、铁死亡激活剂Erastin与Bai共同干预小鼠,结果显示加重Bai对心肌损伤的改善。与ISO+Bai组相比,ML385、Erastin组超声心动图、纤维化、炎症反应及心肌损伤指标有所上升趋势。(1)铁离子试剂盒检测得出:ISO组铁离子浓度均Pevonedistat分子量高于对照组,ISO+Bai组小鼠铁离子浓度明显低于ISO组,而ML385组、铁死亡激活剂Erastin组铁离子浓度高于明显ISO+Bai组(P<0.05)。(2)MDA、ROS、GSH试剂盒检测得出:与对照组相比,ISO组小鼠MDA、ROS含量明显增加,GSH含量下降;与ISO组相比,ISO+Bai组小鼠MDA、ROS含量明显下降,GSH含量增加;与ISO+Bai组相比,ML385组、铁死亡激活剂Erastin小鼠MDA、ROS含量有所增加,GSH含量下降。(3)WB分析得出:使用ML385、Erastin后,心肌组织中的Nrf2、HO-1、NOQ1蛋白表达水平均被显著抑制;GPX4、FTH1蛋白表达下调,而PTGS2蛋白表达上调;抗氧化蛋白SOD1、CAT表达均下调。结论:Bai通过激活Nrf2/HO-1信号通路抑制心肌铁死亡改善心脏损伤的作用。