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目的:心力衰竭（heart failure,HF）是诸多心血管疾病的终末阶段,是威胁人类健康的重大疾病。心脏在体内保持着一定的节律进行收缩和舒张运动,以维持周身血液运转,这一系列连贯的动作需要大量的能量作为支持。当处于心衰状态时,细胞内线粒体呼吸链酶的活性改变,氧化应激增加,线粒体稳定的状态也遭到破坏,因此治疗和改善线粒体功能进而调节能量代谢,是近年心衰的治疗新热点。课题组前期研究发现芪参颗粒（QSG）可提高心衰大鼠的心肌能量供应,但是并未探讨其作用机制。本研究通过对大鼠心脏左冠状动脉进行结扎建立心梗后心力衰竭模型,同时构建H9C2细胞缺氧复氧缺糖复糖离体损伤模型,结合转录组学技术、蛋白质免疫印迹法等多种手段,探究QSG改善线粒体功能,促进能量代谢进而防治心衰的作用机制。方法:1.本实验利用左冠状动脉前降支结扎术（leftanteriordescending,LAD）制备大鼠心梗后心衰的动物模型,将心衰大鼠分为假手术组、模型组、QSG组三个组别。LAD结扎21天后利用心脏超声评价各组大鼠的心功能;取大鼠心肌组织,采用透射电镜观察心肌线粒体超微结构;通过苏木精-伊红染色法（Haematoxylin-eosin,HE）检测评价各组大鼠心肌细胞排列情况。2.通过转录组学技术分析假手术组、模型组和QSG组大鼠心肌的mRNA表达量;通过GO功能富集分析和KEGG数据库的通路注释,筛选出QSG对心力衰竭发挥治疗作用的候选基因与信号通路;应用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术对转录组学筛选出的部分目的基因的mRNA表达水平进行双向验证。3.体外培养H9C2大鼠心肌细胞,建立缺氧缺糖复氧复糖模型,JC-1染色观察H9C2心肌细胞线粒体膜电位的变化;试剂盒检测离体和在体两种环境下的大鼠心肌细胞中腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate,ATP）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GSH-PX）、诱导型一氧化氮合成酶（iNOS）水平,观察QSG对心衰大鼠心肌组织呼吸功能以及能量代谢的影响。4.使用Western blot实验检测大鼠心肌组织和缺氧缺糖复氧复糖模型细胞损伤模型中线粒体融合素1（mitofusin1,Mfn1）、线粒体融合素2（mitofusin2,Mfn2）、视神经萎缩相关蛋白1（opticatrophy1,Opa1）线粒体分裂蛋白1（fission1,Fis1）、动力相关蛋白1（dynamin-relatedproteinl,Drp1）的水平含量,评价QSG对心衰状态下线粒体动力学的影响;Western blot实验检测大鼠心肌组织和细胞损伤模型中线粒体过氧化物酶体增殖受体γ共激活因子 α（peroxisome proliferator-activated receptor coactivator-1 α,PGC-1 α）、核呼吸因子-1（nuclear respiratory factor1,NRF-1）和线粒体转录因子（mitochondrial transcription factor A,TFAM）蛋白的表达水平,探讨QSG对线粒体生物发生机制的调控作用。结果:1.心脏超声结果显示,LAD结扎21天后模型组大鼠心肌的射血分数和短轴缩短率显著下降,提示模型成功建立。QSG组EF值显著提高（P＜0.01）,提示QSG能有效抑制心衰引发的大鼠心功能下降,增强心肌收缩能力为泵血提供动力;心肌组织HE染色结果显示,相较于LAD结扎模型组大鼠,QSG组大鼠的心肌细胞排列较整齐,细胞间距减小,结构清晰。2.采用转录组学技术分析假手术组、模型组和QSG大鼠心脏组织中的mRNA表达量。在模型组与假手术组的比较中,40个基因上调39个基因下调;在QSG组与模型组对比中,QSG组38个基因上调29个基因下调。在模型组与QSG组能够共同调控的基因中,QSG能够显著回调的27个差异基因,继而进行后续的分析。通过对差异基因的KEGG通路富集,筛选出9条通路（P＜0.01）,主要涉及氧化磷酸化（oxidativephosphorylation）、心肌收缩（cardiac muscle contraction）、代谢途径（metabolicpath ways）等;KEGG 通路富集结果提示,QSG的潜在药物靶点与细胞的线粒体功能联系密切;GO生物学过程分析根据其富集的数目各取前16条,细胞组成（cellular component,CC）涉及线粒体以及与线粒体上的呼吸链、细胞外基质成分、细胞质等;生物学过程（biological process,BP）主要涉及药物反应、老化、肌肉组织发育、对氧气转运水平的应答、对氧化应激的应答等;分子功能（molecular function,MF）主要涉及ATP酶活性、细胞色素C氧化酶活性、NADH脱氢酶/泛醌活性等过程。3.透射电镜下观察心肌线粒体的超微结构发现,与模型组相比,QSG组大部分线粒体的形态结构完整,排列整齐,说明QSG对线粒体的形态恢复有促进作用;JC-1染色结果显示QSG显著升高缺氧缺糖模型损伤的H9C2心肌细胞的线粒体膜电位;ROS结果显示与模型组相比QSG组的ROS的激发水平降低;离体和在体实验中QSG组的GSH-Px、iNOS、ATP的表达水平均增加（P＜0.01,P＜0.01,P＜0.01）。4.在动物实验中,Westenblots结果显示,相较于模型组,QSG组的大鼠心肌组织中有关线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2、Opa1的表达明显增加（P＜0.01,P＜0.01,P＜0.01）,QSG组的线粒体分裂蛋白Fis1、Drp1的表达明显降低（P＜0.05,P＜0.05）,QSG组有关线粒体生物发生通路蛋白PGC-1α、NRF-1、TFAM表达水平明显增加（P＜0.01,P＜0.01,P＜0.01）。在离体实验中,与缺氧缺糖模型组相比较,QSG组线粒体生物发生经典通路蛋白PGC-1α、NRF-1、TFAM表达水平增加（P＜0.05,P＜0.05,P＜0.05）,相应的心肌线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2表达显著增加（P＜0.05,P＜0.05）,Opa1蛋白的表达虽有升高但是无统计学学意义,分裂蛋白Fisl、Drp1显著减少（P＜0.01,P＜0.05）;与模型组相比较,使用PGC-1α抑制剂（SR-18292）和QSG共处理细胞组别的线粒体生物发生相关蛋白区别不存在显著差异性,说明这条通路与线粒体动力学联系密切。结合动物实验结果,说明QSG可以通过PGC-1α/NRF-1/TFAM通路调节线粒体的动态平衡改善线粒体功能。结论:1.芪参颗粒可以明显改善心梗后心衰大鼠的心功能及组织形态。2.电镜下观察发现QSG可以明显改善心肌细胞线粒体超微结构;增加ROS的清除度,提高线粒体的膜电位,增加了 GSH-Px和ATP的含量,降低了 iNOS的含量,证明了QSG明显改善了心衰状态下的线粒体形态和功能。3.结合动物实验和细胞实验,在离体和在体两方面证实QSG通过以PGC-1α为核心,调节NRF-1、TFAM的线粒体生物发生相关通路蛋白的表达,提高线粒体的融合,减少线粒体的分裂,调节线粒体的功能影响能量代谢,促进心衰大鼠心脏的正常功能的恢复。本研究为中药复方QSG调节线粒体功能障碍进而抑制心衰提供了科学依据。