丹酚酸A靶向GOT2激活苹果酸-天冬氨酸穿梭改善阿霉素心肌氧化损伤的作用机制研究

《Phytomedicine》：Salvianolic acid A targets glutamic-oxaloacetic transaminase 2 to ameliorate doxorubicin-induced myocardial oxidative injury by activating malate-aspartate NADH shuttle

本研究针对阿霉素(DOX)心脏毒性这一临床难题，揭示了丹酚酸A(SAA)通过靶向线粒体谷草转氨酶2(GOT2)激活苹果酸-天冬氨酸NADH穿梭(MAS)通路的新机制。研究人员综合运用多组学分析、分子对接、表面等离子共振(SPR)等技术，证实SAA与GOT2具有高亲和力(KD=1.712 μM)，能有效改善DOX引起的心肌氧化应激、线粒体功能障碍和细胞凋亡。在肿瘤荷瘤小鼠模型中，SAA不仅减轻DOX心脏毒性，还增强其抗肿瘤效果，为临床联合用药提供了新策略。

　　

在肿瘤治疗领域，阿霉素(DOX)作为一种高效的蒽环类抗肿瘤药物，广泛应用于淋巴瘤、肉瘤和乳腺癌等多种恶性肿瘤的治疗。然而，其临床应用却受到剂量依赖性心脏毒性的严重制约，约30%的患者会出现不同程度的心功能损伤，这种不良反应不仅影响癌症幸存者的长期生活质量，甚至在某种程度上其风险可能超过癌症本身。目前临床上主要通过限制DOX累积剂量和使用右雷佐生(DEX)等心脏保护剂来缓解心脏毒性，但DEX存在骨髓抑制、恶心呕吐等副作用，且超过59%的预治疗患者仍表现出心肌肌钙蛋白T水平升高，表明其心脏保护作用并不完全。

阿霉素心脏毒性(DIC)的主要机制涉及氧化应激和线粒体功能障碍等多个方面。DOX在线粒体内触发活性氧(ROS)的过度产生，破坏电子传递链(ETC)，诱导线粒体功能紊乱，最终导致心肌细胞凋亡。而苹果酸-天冬氨酸NADH穿梭(MAS)作为维持线粒体氧化还原稳态的关键通路，其核心酶——谷草转氨酶2(GOT2)介导着还原当量从胞质向线粒体的转移，对维持线粒体膜电位(MMP)和能量代谢至关重要。

传统中药丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)在心血管疾病治疗中具有悠久历史，丹酚酸A(SAA)作为其主要水溶性活性成分，已被证明具有抗氧化、抗炎等多种心脏保护作用。然而，SAA在DOX心脏毒性中的具体作用机制尚不明确。发表在《Phytomedicine》上的这项研究，正是为了阐明SAA对抗DOX心脏毒性的分子机制，为开发更安全有效的联合治疗方案提供理论依据。

研究人员采用了多层次的研究策略：通过小鼠DIC模型评估SAA的心脏保护效应；结合心肌代谢组学和蛋白质组学分析揭示其作用通路；运用表面等离子共振(SPR)、微量热泳动(MST)和细胞热转移分析(CETSA)等多种蛋白-小分子相互作用技术鉴定SAA的直接靶点；利用靶点敲低的细胞和斑马鱼模型验证靶点特异性；并在Lewis肺癌荷瘤小鼠模型中考察SAA的临床转化潜力。

SAA对DOX诱导心脏损伤的保护作用

研究人员首先建立了DIC小鼠模型，通过超声心动图评估发现，SAA治疗能剂量依赖性地改善DOX引起的心功能指标异常，包括射血分数(EF)、短轴缩短率(FS)、每搏输出量(SV)等。组织学分析显示，SAA显著减轻了心肌细胞排列紊乱、炎症细胞浸润和胶原纤维沉积等病理改变。更重要的是，SAA有效降低了心肌组织中ROS积累和细胞凋亡水平，表明其具有显著的抗氧化和抗凋亡作用。

SAA逆转DOX引起的MAS通路紊乱

通过心肌代谢组学分析，研究人员发现DOX显著扰乱了丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路，而SAA治疗能够恢复L-谷氨酸、L-天冬氨酸、柠檬酸和异柠檬酸等关键代谢物的水平。蛋白质组学结果进一步显示，GOT2在DIC小鼠心脏中表达上调，而SAA可使其恢复正常。这些发现提示SAA可能通过调节MAS通路发挥心脏保护作用。

GOT2是SAA发挥心脏保护作用的关键靶点

采用CETSA结合质谱分析技术，研究人员从90个候选蛋白中筛选出GOT2作为SAA的潜在作用靶点。分子对接显示SAA与GOT2的CDOCKER结合能为-47.6225 kJ/mol，形成多个氢键作用。SPR和MST实验证实两者具有高亲和力(K_D=1.712 μM)。DARTS和CETSA实验进一步证明SAA能增强GOT2的稳定性。体外酶活实验表明SAA能以剂量依赖方式激活GOT2(EC₅₀=16.39 μM)。

SAA通过激活GOT2缓解氧化应激

在细胞实验中，GOT2抑制剂AOA和DOX处理均导致胞质NADH积累、ROS水平升高、线粒体膜电位下降和氧消耗率(OCR)降低。而SAA预处理能显著改善这些异常表现。电镜观察发现SAA还能保护线粒体形态完整性。在GOT2敲低的H9C2细胞和斑马鱼模型中，SAA的保护作用被显著削弱，证实其作用具有GOT2依赖性。

SAA在肿瘤荷瘤模型中的双重功效

在Lewis肺癌荷瘤小鼠实验中，SAA不仅改善了DOX引起的心功能损伤和氧化应激，还与DOX协同抑制肿瘤生长。值得注意的是，SAA与DOX联用显示出比单药更好的肿瘤抑制效果，同时减轻了心脏毒性指标(LDH、cTnT)的升高。

这项研究首次揭示了SAA通过靶向GOT2激活MAS通路，改善DOX引起的心肌氧化损伤的作用机制。研究不仅阐明了SAA的心脏保护效应，还证明了其在肿瘤治疗中的辅助价值，为临床解决DOX心脏毒性难题提供了新思路。更重要的是，该研究确立了GOT2作为D治疗新靶点的重要性，为开发针对线粒体代谢的心脏保护剂奠定了理论基础。未来需要进一步研究SAA与DOX联合使用的药代动力学特征和最佳治疗方案，以推动这一策略的临床转化。