《International Immunopharmacology》：Berberine inhibits NLRP3 inflammasome activation by upregulating the SIRT6-AMPK pathway to prevent angiotensin II-induced fibrosis and vulnerability to atrial fibrillation
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房颤发生与SIRT6-AMPK信号通路及NLRP3炎症小体激活密切相关，黄连素通过抑制NLRP3炎症小体激活SIRT6-AMPK通路改善心房结构电重塑，降低房颤易感性。
周子军|徐银丽|熊晓|黄涛|赵继凯|黄玉婷|张国新|邢波|赵秋生|曹子军|王志尚|尹宗涛|于黎明|王慧山
中国北方军区总医院心血管外科，寒冷地区心血管疾病国家重点实验室，中国辽宁省沈阳市文华路83号，邮编110016
摘要
背景与目的
我们之前的临床研究表明，小檗碱可以降低术后心房颤动（AF）的发生率，但其潜在机制尚不清楚。此外，SIRT6在AF发病机制中的作用以及小檗碱的抗心律失常效应是否与SIRT6的调节有关也尚未明确。本研究旨在探讨SIRT6在AF发生中的作用，以及小檗碱对心房重塑和AF易感性的药理效应，重点关注SIRT6-AMPK信号通路。
方法
通过生物信息学工具和人类心房样本分析来研究潜在机制。使用血管紧张素II（Ang II）诱导小鼠AF模型，并分别给予或不给予小檗碱处理，同时使用携带SIRT6或SIRT6特异性短发夹RNA的腺相关病毒。研究小檗碱的保护作用及其潜在机制。
结果
在AF患者中，NLRP3炎性小体介导的炎症信号通路被激活，而SIRT6活性受到抑制。小檗碱以剂量依赖的方式改善了Ang II诱导的小鼠的心房结构和电重构。此外，小檗碱增强了心房的抗氧化应激能力并减少了NLRP3炎性小体的激活。SIRT6过表达可以模拟这些作用。SIRT6敲低会抑制小檗碱介导的SIRT6-AMPK信号通路激活，同时也会减弱小檗碱对NLRP3炎性小体信号的抑制作用。
结论
这些结果表明，SIRT6-AMPK信号通路的激活可以防止Ang II引起的心房重塑和AF易感性。小檗碱通过SIRT6-AMPK信号通路抑制NLRP3炎性小体的激活，从而防止Ang II引起的心房损伤。其作为预防或治疗药物的潜力值得进一步临床研究。
引言
心房颤动（AF）是一种常见的室上性心动过速，其特征是心房电活动紊乱和心房收缩功能受损。这种情况显著增加了严重心血管事件（包括中风、全身性血栓栓塞和心力衰竭）的风险，导致较高的发病率和死亡率[1]。
AF的发病机制涉及多种因素，包括肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）的过度激活、炎症和氧化应激。血管紧张素II（Ang II）作为RAAS的主要肽类物质，在高血压、炎症反应、纤维化和电信号异常中起着关键作用[2,3]。值得注意的是，Ang II可以刺激烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶的激活，产生活性氧（ROS）[4]。过量的ROS引起的氧化应激会触发心房炎症和重塑，加速AF的发展[5,6]。
NLRP3炎性小体是一种由NOD样受体家族含吡啶结构域蛋白3组成的多蛋白复合物，在先天免疫中起着重要作用。越来越多的证据表明NLRP3炎性小体参与了AF的发病机制[7,8]。通过TLR/NF-κB信号通路或细胞内ROS的激活，NLRP3炎性小体会触发Caspase-1/gasdermin D（GSDMD）依赖性的焦亡反应，并释放IL-1β/IL-18，从而导致心肌细胞丢失[9]。据报道，心肌细胞中NLRP3的持续激活会通过增强超快外向K+（IKur）电流[10]和增加异常的肌浆网Ca2+释放[11]来促进心房电重构，从而增加AF的易感性。
从小檗碱（BBR）这种从草药中提取的异喹啉生物碱（图2A）的研究表明，它可以调节细胞抗氧化酶的合成并抑制炎症反应[12, [13], [14]]。我们之前的临床研究表明，BBR显著降低了冠状动脉旁路移植术后AF的发生率[15]，但其潜在机制仍不完全清楚。此外，越来越多的证据表明，NLRP3炎性小体激活后发生的炎症反应可能促进AF的发展[16,17]。然而，BBR是否影响AF期间NLRP3炎性小体的激活及其潜在机制也尚不清楚。
Sirtuin（SIRT）蛋白家族是一类依赖烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的蛋白质，包含七个成员（SIRT1-SIRT7）。其中，SIRT1和SIRT6以其在心血管系统中的抗炎和抗氧化作用而著称[18]。研究表明，SIRT1和SIRT3参与了AF的发生和发展[19, [20], [21]]。此外，BBR通过激活SIRT1和SIRT3发挥心血管保护作用[22, [23], [24], [25]]。最近有研究表明SIRT6是心血管疾病中的关键调节因子[26,27]，但其在调节AF发展中的作用尚不清楚。
本研究的目的是探讨SIRT6在Ang II诱导的心房重塑和AF发病机制中的作用。我们假设BBR可以通过抑制NLRP3炎性小体的激活来防止Ang II引起的心房重塑和AF易感性。此外，我们还进一步评估了SIRT6-AMPK信号通路在BBR的抗炎和抗心律失常效应中的潜在作用。
试剂
所有使用的试剂和动物材料均总结在表1中。
数据收集与标准化
AF和对照组数据集的序列矩阵文件（访问号：GSE113013）从Gene Expression Omnibus（GEO）数据库下载，用于生物信息学分析。这些数据集基于GPL16956 Agilent-045997 Arraystar人类lncRNA微阵列V3（Probe Name Version）平台。数据标准化使用R软件（版本4.2.1）和‘limma’包完成[28]。
基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析
功能富集
与非AF患者相比，AF患者的心房组织中NLRP3炎性小体介导的炎症信号通路被激活，SIRT6活性受到抑制
在GSE113013数据集中，包括5个瓣膜性心脏病-窦性心律（SR-VHD）样本和5个瓣膜性心脏病-心房颤动（AF-VHD）样本，对这些样本进行了差异表达基因（DEGs）的分析。使用‘limma’包识别DEGs（|fold change| ≥ 2, P < 0.05）。热图显示了SR-VHD组和AF-VHD组之间DEGs的标准化表达值。排名前30的基因根据Log2FC值进行了排序，分别显示在顶部。
讨论
本研究有几个主要发现。首先，在AF患者和Ang II处理的小鼠的心房组织中观察到SIRT6-AMPK信号通路受损和NLRP3炎性小体介导的炎症反应增强。其次，SIRT6过表达通过抑制心房重塑和增强抗氧化能力显著降低了Ang II诱导的AF易感性。第三，BBR通过抑制心房重塑、减少ROS积累来预防AF。
CRediT作者贡献声明
周子军：撰写原始稿件、进行研究、进行正式分析、数据管理。
徐银丽：方法学设计、进行研究、进行正式分析、数据管理。
熊晓：方法学设计、进行研究、进行正式分析。
黄涛：软件支持、资源提供、方法学设计、进行研究。
赵继凯：软件支持、资源提供、方法学设计、进行研究、资金获取。
黄玉婷：资源提供、方法学设计。
张国新：软件支持、资源提供。
邢波：资源提供、方法学设计。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了以下机构的支持：国家自然科学基金（82070239、82170328、82300356）、辽宁振兴人才计划（XLYC2203006）、辽宁省自然科学优秀青年基金（2025-YQ-20）、沈阳科技项目（22-321-33-36）以及辽宁省民生科技计划（2021JH2/10300082）。
