X. Zhang, K. Yang, H. Zhang
Jun 14, 2019
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Journal
Herz
Abstract
Background This study aimed to investigate the effect of typhaneoside on ventricular remodeling and regulation of the PI3K/Akt/mTOR autophagy transduction pathway in rats with heart failure after myocardial infarction. Methods The effects of typhaneoside on the general condition of rats were observed in vivo using a rat model of heart failure after myocardial infarction had been established. The expression of serum N‑terminal pro-brain natriuretic peptide (NT-proBNP), matrix lysin 2 (ST2), interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor alpha (TNF-α), matrix metalloproteinase 2 (MMP-2), and MMP-9 was detected via ELISA. A hypoxia/reoxygenation model was established to analyze the number and morphology of autophagosomes in vitro by transmission electron microscopy. Light chain 3 (LC3) variations were detected by immunofluorescence. Western blotting was used to assess LC3-II/LC3-I and p62 expression as well as p‑Akt/Akt, p‑mTOR/mTOR ratios. Results Compared with the sham group, the general condition scores of the rats in the model group decreased significantly, while the expression of serum NT-proBNP, ST2, IL-6, TNF-α, MMP-2, and MMP-9 increased. The number of autophagosomes in the drug-containing serum group was significantly reduced and the ratio of LC3-II/LC3-I was significantly decreased. The expression of P62 protein was increased, and the ratios of p‑Akt/Akt and p‑mTOR/mTOR were significantly increased. Conclusion Typhaneoside regulates IL-6 and TNF-α as well as MMP-2 and MMP-9 in rats with heart failure after myocardial infarction. Typhaneoside can improve cardiac morphological structure and myocardial remodeling and enhance heart function. It may mediate autophagy inhibition in the cardiomyocyte anoxia/reoxygenation (A/R) pathway through the PI3K/Akt/mTOR autophagy transduction pathway. Hintergrund Ziel der vorliegenden Studie war, die Wirkung von Typhaneosid auf ventrikuläres Remodeling und die Regulierung des PI3K/Akt/mTOR-Autophagie-Transduktions-Signalwegs bei Ratten mit Herzinsuffizienz nach Myokardinfarkt zu untersuchen. Methoden An einem Rattenmodell der Herzinsuffizienz nach Auslösen eines Myokardinfarkts wurden die Wirkungen von Typhaneosid auf den Allgemeinzustand von Ratten in vivo beobachtet. Mittels ELISA wurde die Expression von NT-ProBNP („N-terminal pro-brain natriuretic peptide“), Matrixlysin 2 (ST2), Interleukin-6 (IL-6), Tumornekrosefaktor-α (TNF-α), Matrixmetalloproteinase-2 (MMP-2) und MMP-9 im Serum bestimmt. Ein Modell der Hypoxie/Reoxygenierung wurde entwickelt, um per Transmissionselektronenmikroskopie Anzahl und Morphologie von Autophagosomen in vitro zu ermitteln. Durch Immunfluoreszenz wurden Varianten der leichten Kette 3 (LC3) nachgewiesen. Das Westernblot-Verfahren wurde eingesetzt, um die Expression von LC3-II/LC3-I und p62 sowie der Quotienten p‑Akt/Akt und p‑mTOR/mTOR zu ermitteln. Ergebnisse Im Vergleich zur Gruppe mit Scheinbehandlung verschlechterte sich der Allgemeinzustand der Ratten in der Modellgruppe signifikant, während die Expression von NT-proBNP, ST2, IL-6, TNF-α, MMP-2 und MMP-9 im Serum zunahm. Die Anzahl der Autophagosomen in der Gruppe, deren Serum das Medikament enthielt, war signifikant vermindert, ebenfalls der Quotient LC3-II/LC3-I. Es bestand eine vermehrte Expression des Proteins P62, und die Quotienten p‑Akt/Akt und p‑mTOR/mTOR zeigten sich signifikant erhöht. Schlussfolgerung Typhaneosid reguliert IL-6 und TNF-α sowie MMP-2 und MMP-9 bei Ratten mit Herzinsuffizienz nach Myokardinfarkt. Unter Typhaneosid können sich die morphologische Struktur des Herzens und das myokardiale Remodeling verbessern sowie die Herzfunktion steigern. Möglicherweise ist es Mediator der Autophagiehemmung im A/R-Signalweg der Kardiomyozyten durch den PI3K/Akt/mTOR-Autophagie-Transduktions-Signalweg.