在糖尿病大鼠中，使用NECA进行后处理通过激活A2AR–PKCα信号通路来减轻心肌缺血/再灌注（I/R）损伤

《International Immunopharmacology》：Postconditioning with NECA attenuates cardiac I/R injury by engaging A2AR–PKCα signaling in diabetic rat

糖尿病心肌缺血/再灌注损伤中NECA通过激活A2AR-PKCα信号轴抑制miR-15a，改善心功能并减少心肌梗死面积和肌钙蛋白I泄漏，机制涉及凋亡通路调控。

　　

陈超|丁黄|王正刚|李梦云|史静|柯建娟

贵州医科大学附属医院麻醉科，中国贵阳市北京东路9号，550004

摘要

糖尿病增加了心脏对缺血/再灌注（I/R）损伤的敏感性，并限制了传统心脏保护干预措施的效果。本研究评估了非选择性腺苷受体激动剂5′-N-乙基羧酰胺腺苷（NECA）在糖尿病大鼠心肌I/R损伤模型中的心脏保护作用，并探讨了其潜在的分子机制。通过高脂饮食喂养和链脲佐菌素注射在Sprague-Dawley大鼠中诱导2型糖尿病。通过30分钟的冠状动脉结扎后进行2小时的再灌注来建立心肌I/R损伤。大鼠被随机分为11个治疗组，包括NECA组、受体调节剂组和激酶调节剂组。通过超声心动图、TTC/Evans蓝染色、组织病理学以及血浆心肌肌钙蛋白I（cTnI）水平来评估心脏功能和心肌损伤。NECA显著改善了左心室收缩功能，减少了梗死面积，并降低了cTnI的释放。这些保护作用与Bcl-2表达的增加以及caspase-3和miR-15a水平的抑制有关。使用ZM241385药理学阻断A2A受体可以消除NECA的益处，而A2AR激动剂CGS21680和PKCα激活剂PMA则可以再现这些效果。电泳迁移率测定证实了PKCα与pri-miR-15a之间的直接相互作用，表明存在转录调控。总体而言，这些发现表明NECA通过激活A2AR–PKCα信号通路并抑制miR-15a来减轻糖尿病大鼠的心肌I/R损伤，为有缺血性心脏事件风险的糖尿病患者提供了一种潜在的治疗策略。

引言

心肌缺血/再灌注损伤（MI/RI）是接受冠状动脉旁路移植或经皮冠状动脉介入治疗患者的关键围手术期并发症，显著增加了发病率和死亡率，尤其是在糖尿病患者中[[1], [2], [3]]。糖尿病会损害内源性心脏保护机制，并降低已建立干预措施（如缺血预处理、后处理和药物策略）的效果[4,5]。因此，为经历MI/RI的糖尿病患者寻找有效的心脏保护疗法仍然是临床上的迫切需求。腺苷及其合成类似物——广谱腺苷受体激动剂5′-N-乙基羧酰胺腺苷（NECA）在非糖尿病模型中显示出通过激活AR来减轻MI/RI的潜力[6]。然而，这些发现是否适用于糖尿病环境尚不清楚。本研究评估了NECA是否能够减轻糖尿病大鼠I/R后的心肌损伤，并探讨了相关的分子机制。

腺苷A2A受体（A2ARs）的激活对早期再灌注期间腺苷的心脏保护作用至关重要[7]。药理学和遗传学证据都强调了A2AR在介导缺血后处理（IPO）对抗MI/RI中的作用[[8], [9], [10]]。然而，A2AR激活的下游信号通路仍不完全清楚。蛋白激酶C-α（PKCα）是PKC家族的经典亚型，在再灌注期间是心肌保护的关键介质[11,12]。IPO主要通过PKCα激活来提供心脏保护[13,14]，而A2AR激活对于IPO介导的MI/RI减少是必需的[13]。这一发现提示A2AR和PKCα表达之间可能存在关联。鉴于A2AR的膜定位[6]和PKCα的胞质定位[13]，PKCα很可能在A2AR信号级联中作为下游效应器。然而，这些分子之间的精确相互作用仍不清楚。

新兴证据表明，微小RNA（miRNAs），特别是miR-15家族，在通过调节保护性信号通路来调节缺血后心肌反应中起着重要作用[15,16]。miR-15家族通过靶向参与心脏保护的蛋白质而加剧MI/RI[17,18]。最近的研究表明PKCα和miR-15a之间存在调节相互作用[19,20]。然而，miR-15家族在NECA介导的信号通路中的潜在作用仍不清楚。

在本研究中，我们探讨了NECA在2型糖尿病大鼠中减轻MI/RI损伤的治疗潜力，重点关注A2AR–PKCα信号通路及其对miR-15a表达的调节影响。这项研究旨在提供机制上的见解和潜在的分子靶点，以改善糖尿病患者的MI/RI结局。

部分摘要

动物和2型糖尿病（T2DM）的诱导

来自湖北省疾病预防控制中心的8-9周龄、体重在200至220克之间的雄性Sprague-Dawley大鼠。该研究方案已获得武汉大学中南医院伦理委员会的审查和批准（批准号WP2020–01108），符合NIH关于实验室动物人道使用的指南（85–23，1996年修订）。

为了诱导T2DM，这些动物接受了饮食和药物干预。

血流动力学数据

所有组的基线心率（HR）和平均动脉压（MAP）大致相当，分别为约400次/分钟和100毫米汞柱（图2A–B）。I/R组的冠状动脉阻塞导致这两个参数显著下降（HR：约300次/分钟；MAP：约75毫米汞柱），与假手术对照组相比。之后，HR和MAP逐渐恢复到基线水平，高脂饮食（HFD）喂养的大鼠和T2DM大鼠之间没有差异。

相比之下，NECA的给药阻止了再灌注期间HR和MAP的恢复。

讨论

尽管急性心肌梗死（MI）后血流得到恢复，但MI/RI反而加剧了心肌损伤。这种矛盾现象源于再灌注引起的氧化应激、线粒体功能障碍和钙超载，这些因素共同加剧了心肌损伤[32]。已经确定了诸如缺血后处理（IPO）和腺苷介导的干预措施（包括使用5′-N-乙基羧酰胺腺苷（NECA）等策略，因为它们具有潜在的

结论与局限性

总之，当前研究表明，NECA通过调节A2AR/PKCα信号通路并影响凋亡途径，在2型糖尿病的MI/RI模型中提供了显著的心脏保护作用。这些发现突显了AR激动剂在管理MI/RI中的治疗潜力，尤其是考虑到糖尿病带来的额外复杂性。尽管如此，从以往的临床失败中吸取的教训强调了谨慎解释和设计的必要性

作者贡献声明

陈超：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，可视化，方法学，研究，资金获取。丁黄：撰写——初稿，方法学，研究，正式分析，数据管理。王正刚：撰写——初稿，资源，方法学，研究，数据管理。李梦云：撰写——初稿，资源，方法学，概念化。史静：撰写——审稿与编辑，可视化，验证，监督，资源管理，

伦理声明

动物研究方案于2020年1月16日获得了武汉大学中南医院实验动物中心的批准（编号WP2020–01108）。

资助

本工作得到了贵州省卫生健康委员会科学技术基金（gzwkj2021-274）、贵州省科学技术厅基础研究计划基金（ZK [2022] General 414）、2023年贵州医科大学附属医院学科杰出后备人才基金（gyfyxkrc-2023-15）、吴杰平医学基金会（320.6750.2024-03-74）以及转化医学和跨学科研究联合基金的支持

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。