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目的病理性心肌肥大是指对各种不利刺激(例如心肌缺血,缺氧,糖尿病和高血压)造成的心脏扩张。目前,心肌肥大尚无有效的治疗策略,但是有些中药可能具有治疗类似心脏疾病的作用,例如黄芩素、姜黄素和葛根素等。黄芩素是一种天然的黄酮类化合物,具有卓越的抗氧化及抗炎的能力,能够发挥心脏保护作用,但其在心肌肥大中的作用仍不清楚。因此,研究其在心肌肥大中的功能及分子机制具有重要的意义。本研究旨在探索黄芩素治疗心肌肥大具体作用机制,为心肌肥大提供一种新的治疗策略。方法(1)使用异丙肾上腺素(ISO)构建心肌肥大小鼠模型,在注射黄芩素后通过小动物超声、病理学切片、实时定量PCR分析(RT-qPCR)检测心功能、心肌组织形态、心钠肽(ANP)、脑钠肽(BNP)等心肌肥大的指标,在动物水平验证黄芩素抑制心肌肥大的作用。(2)使用SD大鼠乳鼠原代心肌细胞,通过罗丹明标记的鬼笔环肽对心肌细胞进行特异性染色,测量心肌细胞表面积大小确定心肌细胞肥大、RT-qPCR检测ANP、BNP等心肌肥大相关标志物表达,验证黄芩素对心肌肥大的抑制作用。(3)通过DCF-DA荧光检测ROS,Western blot检测对过氧化氢酶(Catalase)的抑制的治疗作用。(4)通过LC3双标腺病毒转染、Western blot检测LC3蛋白表达水平检测细胞自噬。(5)通过分子对接的方法,预测黄芩素与其潜在的直接靶标叉头盒蛋白亚族O3(FOXO3a)的结合。(6)通过染色质免疫共沉淀(CHIP)检测FOXO3a与FUNDC1启动子区域结合、双荧光素酶报告基因检测FOXO3a直接转录调控其靶标FUNDC1。结果(1)在心肌细胞及整体动物水平均发现黄芩素能够显著抑制ISO诱导的心肌细胞肥大及心肌肥大的发生。在ISO诱导的心肌肥大的细胞和动物模型中,给于黄芩素能显著抑制心肌肥大的发生。(2)黄芩素显著抑制ISO诱导的ROS爆发,恢复Catalase的水平。(3)黄芩素激活了受损的自噬,并且在使用自噬抑制剂抑制自噬后,黄芩素抑制心肌肥大的作用被抵消。(4)FOXO3a极有可能为黄芩素的直接下游靶点。(5)过表达FOXO3a缓解了ROS的爆发,促进了Catalase的表达并促进了自噬。(6)FOXO3a的直接下游靶标为线粒体自噬蛋白FUNDC1。(7)过表达FUNDC1促进自噬并缓解ISO诱导的心肌肥大。结论我们发现了黄芩素对ISO诱导的心肌肥大治疗作用的新的分子机制。我们的数据表明黄芩素通过促进FOXO3a的转录活性来减轻ISO诱导的心肌肥大。FOXO3a的转录活性包括激活抗氧化基因Catalase以抑制ROS爆发,激活自噬相关基因FUNDC1从而活化受损的自噬。这种新的分子机制阐明了黄芩素对心肌肥大的治疗作用,这可能成为一种新的、副作用相对较小的且具有显著效果的潜在治疗手段,为心肌肥大提供一种新的治疗策略。