整合代谢组学与网络药理学探究养心定悸胶囊通过抑制cAMP/PKA/ACTC1通路缓解心动过速性心肌损伤的机制

《Journal of Ethnopharmacology》：Integrating metabolomics and network pharmacology to investigate YangxinDingji Capsule alleviates myocardial injury in tachyarrhythmia rat

本研究针对心动过速所致心肌损伤的治疗难题，研究人员综合运用网络药理学、转录组学及体内实验，深入探讨了养心定悸胶囊(YXDJ)的心脏保护作用机制。结果表明，YXDJ通过抑制cAMP/PKA/ACTC1信号通路表达，显著改善心肌损伤和心功能障碍，为中药复方治疗心律失常提供了新的科学依据。

　　

心脏，这个不知疲倦的生命引擎，每一次搏动都承载着维持生命的重要使命。然而，当这颗引擎的转速异常飙升——即发生心动过速（tachyarrhythmia）时，却可能引发一系列严重的后果。心动过速是心源性猝死（sudden cardiac death, SCD）的关键风险因素，全球每年超过300万例心源性猝死中，约80%与之相关。过度的交感神经系统兴奋会促进内源性儿茶酚胺（catecholamines, CAs）释放，这些物质激活心脏中的β-肾上腺素能受体（β-adrenergic receptors, β-ARs），导致心肌损伤。由于心肌细胞有限的再生能力，长期的心动过速最终会超越心脏的代偿能力，引起心肌损伤、正常心肌细胞大量丧失、心功能障碍，进而导致心律失常、心力衰竭甚至心脏骤停。而常规治疗方法存在局限性，寻找新的治疗药物或靶点至关重要。

在这样的背景下，源自东汉张仲景《伤寒论》中经典方剂“炙甘草汤”的养心定悸胶囊（YangxinDingji Capsule, YXDJ）走入了研究人员的视野。该药已显示出治疗心律失常的良好前景，但其作用机制尚不清晰。为了揭开YXDJ的心脏保护奥秘，一项发表在《Journal of Ethnopharmacology》上的研究应运而生，它巧妙地整合了网络药理学、转录组学和实验验证，深入探究了YXDJ缓解心动过速所致心肌损伤的作用机制。

研究人员为开展此项研究，主要运用了几项关键技术。他们首先建立了异丙肾上腺素（isoproterenol, ISO）诱导的大鼠心动过速模型，以评估YXDJ的心脏保护效应。采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱（UPLC-Q-Exactive-Orbitrap HRMS）对YXDJ的化学成分进行了系统鉴定。进而，整合网络药理学与转录组学分析，预测YXDJ作用的潜在靶点与通路。最后，通过RT-qPCR（实时荧光定量PCR）、免疫荧光（immunofluorescence, IF）和蛋白质印迹（Western blot, WB）等分子生物学技术对关键发现进行了体内验证。

研究结果

YXDJ对心动过速大鼠的心脏保护作用

研究结果显示，YXDJ能显著减轻ISO诱导的大鼠心电图（electrocardiogram, ECG）心律失常表现，改善心肌损伤的病理变化，降低心脏指数和损伤面积，并缓解心功能障碍。此外，YXDJ还降低了心肌肌钙蛋白T2（cardiac troponin T2, TNNT2）和高敏心肌肌钙蛋白（high-sensitivity cardiac troponin, hs-cTn）的表达水平，改善了心脏超微结构，并减轻了炎症反应。这些结果表明YXDJ对心动过速引起的心肌损伤具有明确的保护效果。

YXDJ的化学成分分析

通过UPLC-Q-Exactive-Orbitrap HRMS技术，研究人员从YXDJ中鉴定出122种化学成分，包括28种黄酮类化合物和多种其他活性成分。这为后续网络药理学分析提供了坚实的物质基础。

网络药理学与转录组学整合分析

网络药理学分析进一步筛选出19个YXDJ的活性成分和360个潜在作用靶点。转录组学分析则提示，心肌肌动蛋白α1（Actin Alpha Cardiac Muscle 1, ACTC1）和cAMP/PKA通路是ISO致心动过速性心肌损伤的关键靶点和信号通路。

体内验证cAMP/PKA/ACTC1通路

体内实验证实，YXDJ能显著抑制心动过速大鼠心脏组织中cAMP/PKA/ACTC1信号通路的表达。RT-qPCR和WB分析进一步验证了YXDJ处理后，cAMP、PKA和ACTC1的表达均受到抑制。

讨论与结论

本研究通过多学科技术融合的策略，揭示了养心定悸胶囊缓解心动过速性心肌损伤的新机制。讨论部分指出，心动过速时，心肌细胞通过增加体积来增强收缩力以维持心输出量，但这同时也造成了心肌细胞损伤。ISO通过与心肌细胞上的β受体结合，增加心率、增强心肌收缩力。本研究的关键发现在于明确了YXDJ通过抑制cAMP/PKA/ACTC1信号通路发挥心脏保护作用。

综上所述，本研究得出结论：养心定悸胶囊通过抑制cAMP/PKA/ACTC1信号通路的表达，改善病理性的心肌损伤和心功能障碍，调节线粒体损伤，降低炎症水平，从而实现对心动过速性心肌损伤的改善作用。这一发现为阐释YXDJ改善心肌损伤的机制提供了新的视角和科学数据，支持了其进一步的研发和临床应用。值得注意的是，本研究结果基于单批次的YXDJ胶囊，因此存在一定的局限性，但无疑为中药复方治疗心血管疾病提供了重要的理论依据和实践指导。