心肌缺血再灌注(I/R)损伤是缺血的心肌在恢复血流供应之后导致的心肌结构、功能等方面的更加严重的损害,并且存在着不同程度心肌细胞凋亡的现象,是临床上十分常见的病理过程。导致心肌缺血再灌注的损伤机制是多方面的。如何缓解心肌缺血再灌注造成的损伤,是当前心血管疾病研究领域中的焦点。线粒体是真核细胞中最重要的细胞器之一,在心肌细胞中线粒体的作用尤为关键。研究发现线粒体的膜上分布着一些通道,当心肌细胞受损时,这些通道可能被激活,在细胞的病理生理过程中起着重要作用。其中比较重要的有线粒体通透性转换孔和线粒体钙单向转运体等。另外,线粒体是一种处于动态平衡状态下的细胞器,其形态和运动在很大程度上影响线粒体的功能。研究表明在心肌缺血再灌注的过程中,线粒体的形态和运动会发生变化,但是相关的具体作用机制还需要进一步的探讨。荭草素是传统中药竹叶的有效活性成分,具有很强的抗氧化作用。研究表明荭草素可能对细胞的线粒体凋亡通路有调节作用,进而减轻心肌缺血再灌注损伤,发挥保护心肌细胞结构和功能的作用。荭草素在临床上治疗心肌缺血缺氧损伤、心肌缺血再灌注损伤以及其他心脏疾病的研究和评价还不明确,特别是荭草素的具体保护作用机制和作用靶点目前尚不明了为了阐明荭草素参与保护心肌细胞的作用机制,以及和心肌细胞线粒体的相互作用,本研究以H9c2细胞的缺血再灌注损伤模型以及细胞骨架微管结构损伤模型为基础,研究荭草素对心肌细胞线粒体的功能和形态、运动的影响,并探讨可能相关的作用机制。研究内容如下：首先建立H9c2心肌细胞系缺血再灌注损伤模型,利用了流式细胞术、激光共聚焦显微镜技术和蛋白免疫印迹等手段,进行了荭草素对心肌缺血再灌损伤心肌细胞的保护作用及相关机制的研究。实验结果显示,荭草素可以减轻缺血再灌注损伤导致的H9c2心肌细胞凋亡,抑制活性氧的生成、线粒体膜电位的丢失和线粒体钙含量的增加,同时调节凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax和Smac/DIABLO的免疫表达,并显著降低线粒体细胞色素c向细胞质中的释放。结果表明,荭草素在H9c2缺血再灌注损伤的过程中,能够抑制H9c2细胞线粒体通透性转换孔(mPTP)和线粒体钙单向转运体(MCU)的开放,保护H9c2细胞,而荭草素的这些作用与P13K-Akt信号通路的激活有关,同时可能与泛素蛋白酶系统有关系。其次建立了H9c2的细胞骨架微管结构损伤模型,通过细胞凋亡检测等方法,证明了荭草素能够维持H9c2细胞线粒体的正常形态和运动,可以减轻细胞骨架微管成分的破坏所导致的心肌细胞凋亡,抑制活性氧的生成和线粒体膜电位的丢失,并且可以抑制线粒体细胞色素c的释放,维持H9c2心肌细胞线粒体的分布、形态以及运动。本研究的主要创新点为：1、研究发现荭草素在心肌缺血再灌注损伤过程中能够抑制H9c2细胞线粒体通透性转换孔(mPTP)和线粒体钙单向转运体(MCU)的开放,进而维持H9c2细胞线粒体的正常生理功能,保护H9c2细胞；2、荭草素能够激活H9c2细胞内的P13K-Akt信号通路,对线粒体凋亡通路进行调节,保护H9c2细胞；3、荭草素能够通过稳定H9c2细胞骨架来维持线粒体的形态和结构,起到保护H9c2的作用；4、荭草素的这种保护作用可能与心肌细胞泛素蛋白酶体系统有关。本研究为荭草素用于临床心脏疾病的治疗提供了理论基础,对新药的研发和临床应用具有重要的指导意义。