Результаты ЭКГ у крыс после гаважа Acon
Предыдущие исследования показали, что токсические эффекты аконитина проявляются на ранней стадии, обычно в течение нескольких часов после введения26,27. Поэтому, чтобы зафиксировать раннее появление и прогрессирование острой кардиотоксичности в этом временном окне, мы выбрали три временных точки: 1, 3 часа и 6 часов для экспериментов. Результаты электрокардиограммы показали, что после 1, 3 и 6 часов действия Acon аритмий в контрольной и группе Acet не наблюдалось, а изменения ЭКГ были незаметны. Крысы из группы Acon-1mg имели преждевременные желудочковые сокращения и преждевременную желудочковую бигеминию соответственно, преждевременную желудочковую тройку, короткий разрыв желудочковой тахикардии, мономорфную желудочковую тахикардию, двунаправленную желудочковую тахикардию и одну или несколько желудочковых аритмий. Крысы из группы Acon-2 mg развили преждевременные желудочковые сокращения, одну или несколько желудочковых аритмий, включая преждевременную желудочковую бигеминию, короткую разрывную желудочковую тахикардию и двустороннюю желудочковую тахикардию (рисунок 1, дополнительные рисунки 1–2). Acon способствует патологическому повреждению миокарда и увеличивает окрашивание коллагена в тканях миокарда крыс.
Ткань миокарда была оценена с помощью окрашивания HE. Результаты показали, что по сравнению с контрольной группой и группой ацета, после 1, 3 и 6 часов лечения Acon, ткань миокарда у крыс с SD в группе Acon-1 mg демонстрировала частичный разрыв мышечных волокон миокарда, неорганизованное расположение клеток миокарда, расширение миокарда, отек возникает в миокардном интерстиции. Большинство клеток миокарда опухли, ядра глубоко окрашены и конденсированы, большое количество клеток миокарда подвергается дегенерации, а в цитоплазме волокна миокарда образуются круглые вакуоли (указано стрелками). Полосатые мышечные волокна в ткани миокарда у крыс с SD в группе Acon-2 мг были неясны или исчезли; Расположение мышечных пучков было рыхлым и беспорядочным, межмышечные пространства расширялись, большое количество ядер клеток было глубоко окрашено, ядерный пикноз, межклеточный отёк и клетки миокарда были опухшими и дегенерированными. Цитоплазма волокон миокарда показала круглые вакуоли (показаны стрелками) (рисунок 2A, дополнительный рисунок 3A, дополнительный рисунок 4A).
Для оценки отложения коллагена в ткани миокарда проводилось окрашивание по методу Массона. В контрольной и ацетной группах кардиомиоциты демонстрировали нормальную морфологию с минимальным отложением коллагена в миокардном интерстиции. В группе Acon-1 мг наблюдалось небольшое увеличение количества синего окрашения коллагена в некоторых интерстициальных областях. В группе Acon-2 мг более обширные синие окрашенные области были диффузно распределены по ткани миокарда, сопровождаясь дезорганизованным расположением миофиламентов и нарушением нормальной структуры миокарда. Степень окрашивания коллагена в группе Acon-2 мг была выше, чем в группе Acon-1 mg. Количественный анализ показал, что доля объема коллагена (CVF) значительно увеличилась как в группах Acon-1 mg, так и Acon-2 mg по сравнению с группами Контрольной и Acet (n = 3 крысы на группу, односторонний ANOVA, p < 0,05). Примечательно, что значение CVF достигло наивысшего уровня в группе Acon-2 мг через 6 часов после внутрижелудочного введения (рисунок 2B, дополнительный рисунок 3B, дополнительный рисунок 4B). Учитывая короткий период наблюдения (1–6 часов), эти результаты, скорее всего, отражают острые интерстициальные изменения, такие как отёки или изменения в окрашивании коллагена, а не установленный фиброз миокарда. Кроме того, после лечения Acon-1 мг или Acon-2 мг не было заметно значимой разницы в массе сердца между группами на 1, 3 и 6 чах (Таблица 5).
Acon способствует развитию сердечных ферментов и белка в венозной крови крыс
Для оценки повреждения миокарда, вызванного Acon, мы измерили уровень маркеров сердечных повреждений в сыворотке, включая CK-MB, AST, LDH, cTn-I и h-FABP. В сравнении с контрольной и ацетной группами, группы Acon-1 мг и Acon-2 мг показали значительно повышенные уровни CK-MB, AST, LDH, cTn-I и h-FABP через 1, 3 и 6 часов (n = 3 крысы на группу, односторонний ANOVA, p < 0,05). Более того, в то же время увеличение этих маркеров было более заметным в группе Acon-2 mg, чем в группе Acon-1 mg (p < 0,05) (рисунок 3).
Результаты молекулярного стыковки
Для дальнейшего изучения влияния Acon на сигнальный путь повреждения миокарда у крыс мы использовали молекулярное докирование для выявления белков, связанных с Acon. Результаты стыковки показали, что Acon может стабильно связываться с активными карманами как JNK1, так и JNK2 через несколько нековалентных взаимодействий. В JNK1 аконитин образовал две традиционные водородные связи с ALA267 и SER299, с расстояниями связей 2,0 Å и 2,1 Å соответственно, что указывает на сильные направленные взаимодействия, способствующие закреплению лигандов. Кроме того, наблюдались обширные взаимодействия ван-дер-Ваальса между аконитином и окружающими остатками, что способствовало тесной пространственной комплементарности внутри кармана связывания. Гидрофобные взаимодействия, включая взаимодействия алкил/π-алкил с ILE304, дополнительно стабилизировали лиганд в гидрофобной микросреде. Также были выявлены углеродно-водородные связи, формирующие кооперативную сеть взаимодействия, поддерживающую связывание лигандов (рисунок 4A–C). В JNK2 аконитин образует одну обычную водородную связь с LEU302 (2,1 Å), выступая ключевым анкорным взаимодействием. Подобно JNK1, взаимодействия ван дер Ваальса, гидрофобные взаимодействия и углеродно-водородные связи вместе способствовали стабилизации лиганд-белкового комплекса (рисунок 4D–F). Результаты стыковки для исследуемых соединений представлены в виде баллов связывания (ккал/моль) и приведены в таблице 6. В целом, водородные связи обеспечивали специфичность и закрепление, гидрофобные взаимодействия усилили вложение и аффинность связывания лигандов, а взаимодействия ван-дер-Ваальса способствовали общей стабильности комплекса. Эти данные показывают, что аконитин может образовывать стабильные комплексы как с JNK1, так и с JNK2, что подтверждает его потенциал как таргетирующего агента.
Acon повышает уровень фосфорилирования JNK
Для дальнейшего изучения влияния Acon на сигнальный путь JNK в ткани миокарда экспрессия фосфорилирования JNK1/2 была оценена методом Western blotting. В сравнении с группами Контрольной и Ацетной группами, группы Acon-1 мг и Acon-2 мг показали значительно повышенные уровни p-JNK1/2 (n = 3 крысы на группу, односторонний ANOVA, p < 0,05). Кроме того, уровень фосфорилирования JNK1/2 был значительно выше в группе Acon-2 mg, чем в группе Acon-1 mg (p < 0,05) (рисунок 5A). В группе Acon-2 мг сравнения между разными временными точками показали, что уровни p-JNK1/2 значительно повышались через 1, 3 и 6 часов, при этом самый высокий уровень наблюдался на 6 чах (n = 3 крысы на группу, односторонний ANOVA, p < 0,05) (рисунок 5B). На основе этих результатов для последующих экспериментов была выбрана группа Acon-2 mg на 6 часах.
Ингибитор JNK облегчает патологические повреждения миокарда и окрашивание коллагена в ткани миокарда крыс
Для дальнейшей оценки регуляторной роли сигнального пути JNK уровни экспрессии p-JNK1 и p-JNK2 в ткани миокарда были оценены методом вестерн-блоттинга. По сравнению с группами контрольной группы и группы DMSO, группа Acon показала значительно повышенный уровень экспрессии p-JNK1 и p-JNK2 (n = 3 крысы на группу, односторонний ANOVA, p < 0,05). По сравнению с группой Acon, группа Acon+SP600125 показала значительное снижение уровней p-JNK1 и p-JNK2 (n = 3 крысы на группу, односторонний ANOVA, p < 0,05). В отличие от этого, по сравнению с группой Acon+SP600125, группа Acon + Anis показала значительно повышенный уровень экспрессии p-JNK1 и p-JNK2 (n = 3 крысы на группу, односторонний ANOVA, p < 0,05) (рисунок 6).
Влияние Аниса и SP600125 на повреждение миокарда было дополнительно изучено. Результаты окрашивания HE показали, что по сравнению с группой Acon интерстициальный отёк ткани миокарда в группе Acon+SP600125 был уменьшен, отёк некоторых кардиомиоцитов исчез, а цитоплазма клетки была равномерной. Мышечное пространство заполнено, межмышечное пространство становится тоньше, некоторые волокна миокарда расположены плотно и упорядоченно, небольшое количество ядер клеток глубоко окрашено, а цитоплазма волокон миокарда показывает маленькие круглые вакуоли, и патологическое повреждение миокарда облегчается. В сравнении с группой Acon+SP600125 группа Acon + Anis имела сломанные волокна миокарда, расширенные мышечные промежутки, свободно и беспорядочно расположенные волокна миокарда, опухшие и дегенерированные клетки миокарда, ядерный хроматин был глубоко окрашен, и возник межклеточный отёк (рисунок 7A).
Массоновское окрашивание проводилось для оценки окрашивания коллагена в ткани миокарда. В группе Acon+SP600125 в миокардном интерстиции наблюдались умеренно окрашенные синим пятнами. По сравнению с группой Acon, доля объема коллагена (CVF) в группе Acon+SP600125 была значительно снижена, что свидетельствует об ослаблении интерстициальных изменений, вызванных аконитином. В отличие от этого, в группе Acon + Anis в миокардиальной интерстиции наблюдались более обширные участки с синим окрашением коллагена по сравнению с группой Acon+SP600125, что сопровождалось значительным увеличением CVF (n = 3 крысы на группу, односторонний ANOVA, p < 0,05) (рисунок 7B). Кроме того, существенной разницы в массе сердца между группами не было выявлено (Таблица 5). Учитывая короткий период наблюдения (1–6 ч), эти изменения чаще отражают острые интерстициальные изменения, такие как отёки или изменения в окрашивании коллагена, а не устоявшийся фиброз миокарда. Эти результаты свидетельствуют о том, что SP600125 облегчает повреждение миокарда, вызванное аконитином, тогда как анизомицин ещё больше усугубляет повреждение миокарда в этих экспериментальных условиях.
Ингибитор JNK снижает экспрессию сердечных ферментов и белоков сердца в сыворотке крыс
Результаты ELISA показали, что по сравнению с группой Acon экспрессия CK-MB, AST и LDH была значительно снижена в группе Acon + SP600125, тогда как экспрессия CK-MB, AST и LDH увеличилась после действия Anis (n = 3 крысы на группу, односторонний ANOVA, p < 0,05). Кроме того, по сравнению с группой Acon, экспрессия cTn-I и h-FABP была значительно снижена в группе Acon + SP600125 (n = 3 крысы на группу, односторонний ANOVA, p < 0,05). По сравнению с группой Acon + SP600125, экспрессия cTn-I и h-FABP была значительно увеличена в группе Acon + Anis (n = 3 крысы на группу, односторонний ANOVA, p < 0,05) (рисунок 8A–8B).
ДОСТУПНОСТЬ ДАННЫХ:
Все исходные данные, использованные в этом исследовании, доступны в дополнительных файлах, приложенных к рукописи.

Рисунок 1: Электрокардиограмма, иллюстрация аритмии у крыс (после 6 часов действия Acon). Сверху вниз — контрольная группа, группа ацета, группа Acon-1 мг и группа Acon-2 мг. Типы аритмий при Acon-1mg-A-гаваже и Acon-2 мг-A-гаваге (в порядке возникновения аритмий сверху вниз): Acon-1mg-A-гаваджа: преждевременные желудочковые сокращения; преждевременная желудочковая бигеминия; двунаправленная желудочковая тахикардия. Акон-2 мг-А-гаваж: преждевременные сокращения желудочков; преждевременная желудочковая бигеминия; короткий всплеск желудочковай тахикардии. Сокращения; B-gavage = До Acon gavage; A-gavage = После Acon gavage. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 2: Повреждение миокарда и окрашивание коллагена в ткани миокарда крыс, отмеченные окрашиванием HE и Массона. (A) Патологические изменения в ткани миокарда крыс были выявлены с помощью окрашивания HE (жёлтая стрелка указывает на круглые вакуоли, образованные повреждёнными кардиомиоцитами); шкала = 100 мкм. (B) Окрашивание коллагена в ткани миокарда крыс было обнаружено с помощью окрашивания Массона; масштаб = 50 мкм. Среднее ± SD, n = 3. Все P-значения рассчитывались с помощью независимого одностороннего анализа дисперсии. *p < 0.05, **p < 0.01. 40x и 400x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3: Уровни CK-MB, AST, LDH, cTn-I и h-FABP в сыворотке крыс указывали на повреждение миокарда. (A–F). Уровни CK-MB, AST, LDH, cTn-I и h-FABP измерялись с помощью наборов ELISA. Среднее ±SD, n = 3. Все p-значения рассчитывались с помощью независимого одностороннего анализа дисперсии. *p < 0.05, **p < 0.01. Сокращения; CK-MB = креатинова киназа-MB; AST = аспартатаминотрансфераза; LDH = лактатдегидрогеназа; cTn-I = сердечный тропонин I; h-FABP = белок, связывающий жирные кислоты сердечного типа. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 4: Результаты молекулярного стыковки Acon с путём JNK. (A–B) и (D–E) Двумерные диаграммы взаимодействия Acon с белком JNK1/2. (C) и (F) 3D-диаграммы взаимодействия Acon с белком JNK1/2. Сокращения; JNK = c-Jun N-терминальная киназа. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 5: Acon регулирует уровень фосфорилирования JNK. (A–B) Уровни экспрессии p-JNK1/2 и JNK1/2 в тканях миокарда крыс были обнаружены методом западного блотинга. Среднее ± SD, n = 3. Все p-значения рассчитывались с помощью независимого одностороннего анализа дисперсии. *p < 0.05, *p < 0.01. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 6: Ингибитор JNK ингибирует фосфорилирование JNK, вызванное Acon. Уровни экспрессии p-JNK1/2 и JNK1/2 в тканях миокарда крыс были обнаружены методом западного блотинга. Среднее ± SD, n = 3. Все p-значения рассчитывались с помощью независимого одностороннего анализа дисперсии. *p < 0,05, **p < 0,01. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 7: Ингибитор JNK облегчает патологические повреждения миокарда и окрашивание коллагена у крыс. (A) Патологические изменения в тканях миокарда крыс были обнаружены с помощью окрашивания HE (жёлтая стрелка показывает круглые вакуоли, образованные повреждёнными кардиомиоцитами); масштаб = 100 мкм. (B) Окрашивание коллагена в ткани миокарда крыс было обнаружено с помощью окрашивания Массона; масштаб = 50 мкм. Среднее ±SD, n = 3. Все p-значения рассчитывались с помощью независимого одностороннего анализа дисперсии. *p < 0,05, **p < 0,01. 40 и 400x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 8: Ингибитор JNK понижает уровни CK-MB, AST, LDH, cTn-I и h-FABP в сыворотке крыс. (A–B) Уровни экспрессии CK-MB, AST, LDH, cTn-I и h-FABP были обнаружены с помощью тестовых наборов ИФА. Все p-значения рассчитывались с помощью независимого одностороннего анализа дисперсии. Среднее ±SD, n = 3. *p < 0,05, **p < 0,01. Сокращения; CK-MB = креатинкиназа-MB; AST = аспартатаминотрансфераза; LDH = лактатдегидрогеназа; cTn-I = сердечный тропонин I; h-FABP = белок, связывающий жирные кислоты сердечного типа. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.
| Управление | Acet | Acon-1 мг | Acon-2 мг |
| Крысы | 9 | 9 | 9 | 9 |
| Количество смертей крыс | 0 | 0 | 0 | 0 |
Таблица 1: Количество смертей крыс после 1 часа действия Acon. Через 1 час после введения Acon в группах контрольной группы, группы с ацетом, группе Acon-1 мг и Acon-2 мг не умерла крыса. (В итоге количество животных, включенных в анализ по группам, составило 3, а мёртвые крысы не были заменены).
| Управление | Acet | Acon-1 мг | Acon-2 мг |
| Крысы | 9 | 9 | 9 | 9 |
| Количество смертей крыс | 0 | 0 | 0 | 0 |
Таблица 2: Количество смертей крыс после 3 часов действия Acon. Через 3 часа после введения Acon в группе контрольной группы, группе с ацетом, группе Acon-1 мг и Acon-2 мг не погибла крыса. (В итоге количество животных, включенных в анализ по группам, составило 3, а мёртвые крысы не были заменены).
| Управление | Acet | Acon-1 мг | Acon-2 мг |
| Крысы | 9 | 9 | 9 | 9 |
| Количество смертей крыс | 0 | 0 | 4 | 4 |
Таблица 3: Количество смертей крыс после 6 часов действия Acon. Через 6 часов после введения Acon 4 из 9 крыс умерли в группе Acon-1 mg, а 4 из 9 крыс — в группе Acon-2 mg. (В итоге количество животных, включенных в анализ по группам, составило 3, а мёртвые крысы не были заменены).
| Управление | DMSO | Acon | Acon + SP600125 | Acon + Anis |
| Крысы | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 |
| Количество смертей крыс | 0 | 0 | 3 | 1 | 3 |
Таблица 4: Количество смертей крыс после Аниса и SP600125 действия . Количество смертей крыс варьировалось в зависимости от группы лечения: в группе Acon-2 мг 3 из 9 крыс умерли; в группе Acon+SP600125 1 из 9 крыс погибла; а в группе Acon + Anis 3 из 9 крыс погибли. (В итоге количество животных, включенных в анализ по группам, составило 3, а мёртвые крысы не были заменены).
| Группа | Вес сердца (g) |
| Управление | 0,71 ± 0,03 |
| Acet | 0,73 ± 0,02 |
| Acon-1 мг (1 ч) | 0,73 ± 0,06 |
| Acon-2 мг (1 час) | 0,75 ± 0,02 |
| Acon-1 мг (3 часа) | 0,71 ± 0,04 |
| Акон-2 мг (3 часа) | 0,77 ± 0,03 |
| Acon-1 мг (6 ч) | 0,72 ± 0,03 |
| Acon-2 мг (6 ч) | 0,77 ± 0,02 |
| DMSO | 0,70 ± 0,03 |
| Acon + SP600125 | 0,74 ± 0,03 |
| Acon + Anis | 0,75 ± 0,04 |
Таблица 5: Тяжесть сердца крыс . Существенной разницы в весе сердца между группами не наблюдалось.
| Лиганд | JNK1 | JNK2 |
| Acon | -7,8 Ккал/моль | -8,41 Ккал/моль |
Таблица 6: Результаты исследований молекулярного стыковки. Показатели стыковки между Acon и JNK1 составляют -7,8 Ккал/моль, а между Acon и JNK2 — -8,41 Ккал/моль.
Дополнительный рисунок 1: Электрокардиограмма, иллюстрация аритмии у крыс (после 1 часа действия Acon). Сверху вниз — контрольная группа, группа ацета, группа Acon-1 мг и группа Acon-2 мг. Типы аритмий при Acon-1mg-A-гаваже и Acon-2 mg-A-гаваже (в порядке возникновения аритмий сверху вниз): преждевременные желудочковые сокращения; преждевременная желудочковая бигеминия; преждевременный желудочковый триплет; короткая разрывная желудочковая тахикардия; мономорфный желудочковый сердечный ритм тахикардии; двунаправленная желудочковая тахикардия. Acon-2 mg-A-гаваж: двусторонняя желудочковая тахикардия. Сокращения; B-gavage = До Acon gavage; A-gavage = После Acon gavage. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный рисунок 2: Электрокардиограмма аритмии у крыс (после 3 часов действия Acon). Сверху вниз — контрольная группа, группа ацета, группа Acon-1 мг и группа Acon-2 мг. Типы аритмий при Acon-1mg-A-гаваже и Acon-2 mg-A-гаваже (в порядке возникновения аритмий сверху вниз): преждевременные желудочковые сокращения; короткие всплески желудочковой тахикардии; двунаправленная желудочковая тахикардия. Acon-2 mg-A-гаваж: преждевременные сокращения желудочков; двунаправленная желудочковая тахикардия. Сокращения; B-gavage = До Acon gavage; A-gavage = После Acon gavage. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный рисунок 3: Acon способствует повреждению миокарда и окрашиванию коллагена после 1 часа действия Acon. (A) Патологические изменения в тканях миокарда крыс были обнаружены с помощью окрашивания HE (Примечание: жёлтая стрелка показывает круглые вакуоли, образованные повреждёнными кардиомиоцитами); масштаб = 100 мкм. (B) Фиброз в ткани миокарда крыс был обнаружен с помощью окрашивания Массона; масштаб = 50 мкм. Среднее ± SD, n = 3. Все p-значения рассчитывались с помощью независимого одностороннего анализа дисперсии. *p < 0.05, **p < 0.01, 40x и 400x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный рисунок 4: Acon способствует повреждению миокарда и окрашиванию коллагена после 3 часов действия Acon. (A) Патологические изменения в тканях миокарда крыс были обнаружены с помощью окрашивания HE (жёлтая стрелка показывает круглые вакуоли, образованные повреждёнными кардиомиоцитами); масштаб = 100 мкм. (B) Окрашивание коллагена в ткани миокарда крыс было обнаружено с помощью окрашивания Массона; масштаб = 50 мкм. Среднее ± SD, n = 3. Все p-значения рассчитывались с помощью независимого одностороннего анализа дисперсии. *p < 0,05, **p < 0,01. 40x и 400x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.