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研究背景及目的:心肌纤维化(cardiac fibrosis,CF)是大多数心血管疾病的一个共同的病理变化,如心肌梗塞、心脏肥大等,最终诱发心力衰竭(heart failure,HF)。心脏成纤维细胞(cardiac fibroblasts,CFs)激活转化为肌成纤维细胞(myofibroblasts,myo CFs)被认为是心肌纤维化的关键步骤,其导致的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)蛋白沉积被认为是心肌纤维化的基础。附子作为治疗心力衰竭症状的关键药物,其水溶性强心碱类去甲乌药碱(higenamine,HG)被研究的最多。在心血管领域,各研究发现HG可以治疗心律失常、抗凋亡和抗氧化应激,有正性肌力和正性频率的作用等。然而,目前尚无HG干预心脏成纤维细胞激活从而抑制心肌纤维化的研究。本研究目的是,1、证明去甲乌药碱在体内可以抑制心肌结构重塑和改善心功能的作用;2、证明去甲乌药碱抑制心脏成纤维细胞激活转化为肌成纤维细胞的作用;3、证明去甲乌药碱抑制心脏成纤维细胞激活与β2-AR信号无关,初步探索其新的药理学靶点。研究方法:体内实验采用胸主动脉缩窄术(transverse aortic constriction,TAC),建立小鼠慢性压力超负荷心力衰竭模型,术后第2天开始给予HG(10mg/kg/day),10周后应用心脏超声检测心脏结构和功能变化;应用WGA和Masson染色评估心肌肥大和心脏纤维化。q RT-PCR检测心脏胚胎基因ANP,BNP和β-MHC m RNA的表达。体外实验采用原代新生大鼠心脏成纤维细胞和心肌细胞,用TGF-β诱导心脏成纤维细胞激活,q RT-PCR检测ACTA2、Collagen I、III和Fibronectin m RNA的表达,Western blotting和细胞免疫荧光检测α-SMA表型蛋白及T-Smad和P-Smad通路蛋白的表达。用AngⅡ诱导心肌细胞肥大,细胞免疫荧光检测心肌细胞α-actin蛋白的表达,q RT-PCR检测ANP,BNP m RNA的表达。结果:在体内HG可以改善TAC诱导的心脏功能障碍,抑制心肌细胞肥大和心肌间质纤维化,以及心脏胚胎基因的表达增加。在体外HG可以抑制TGF-β诱导的心脏成纤维细胞激活及激活后基质蛋白的沉积;此作用机制与其在心肌细胞上已知的β2受体信号无关,而与TGF-β/Smad经典信号通路相关。HG可以抑制AngⅡ诱导的心肌细胞肥大并降低心脏胚胎基因的表达增加。结论:(1)本研究揭示了HG在心血管领域新的作用——在体内、体外均能抑制心肌间质纤维化和心肌细胞肥大,改善心脏功能;(2)HG新的作用机制:HG抑制心脏成纤维细胞激活的机制与其已知的在心肌细胞上作用于β2受体信号无关,而是通过调节TGF-β/Smad信号通路抑制心脏成纤维细胞的激活及细胞外基质蛋白的沉积,从而抑制心肌纤维化。