惊喜!五味子乙素竟成房颤 “克星”:激活 SIRT1 抵御铁死亡与纤维化

【字体: 时间:2025年02月21日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究 Sch B 对 Ang II 诱导的铁死亡、心房纤维化和 AF 的作用及机制,上海浦东周浦医院的研究人员开展相关研究。结果显示 Sch B 可通过激活 SIRT1 发挥保护作用。该研究为 AF 治疗提供新方向,值得科研读者一读。

  
在心血管疾病的庞大 “家族” 中,房颤(Atrial Fibrillation,AF)可是个 “狠角色”。它是一种常见的心律失常疾病,就像心脏里的 “小恶魔”,在全球范围内严重影响着人们的健康,还让医疗费用蹭蹭上涨。你瞧,它会让心房的电信号变得杂乱无章,心脏跳动也跟着又快又乱。而心房纤维化呢,就像是心房里的一场 “装修事故”,正常的心脏组织被瘢痕组织取代,这可是房颤发生结构改变的关键因素,它就像给房颤的发作和持续提供了 “温床”。

在导致心房纤维化的众多 “幕后黑手” 中,肾素 - 血管紧张素系统(Renin-Angiotensin System,RAS)里的血管紧张素 II(Angiotensin II,Ang II)格外引人注目。它能通过各种 “手段”,比如升高钙水平、刺激成纤维细胞增殖分化,还会促使活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)大量产生,一步步推动着心房纤维化的发展。

还有一种细胞死亡方式 —— 铁死亡(Ferroptosis),近年来也备受关注。它主要是由于细胞内铁积累和 ROS 过多,超出了细胞的 “清理能力”,导致细胞膜上的不饱和脂肪酸发生过氧化反应。许多研究发现,铁死亡和多种心血管疾病都有着千丝万缕的联系,像心肌病、心肌梗死、缺血 / 再灌注损伤、心力衰竭等。而且,过量的铁会让线粒体产生更多 ROS,破坏线粒体膜电位,进而引发心律失常,所以人们猜测铁死亡在房颤的发病机制中也起着重要作用。

这时候,五味子乙素(Schisandrin B,Sch B)出现了。它来自传统中药五味子,是个 “多面手”,具有抗炎、抗氧化和抗菌等多种本领。之前的研究发现它在很多疾病的治疗中都有效果,可它在 Ang II 诱导的铁死亡、心房纤维化和房颤中到底能发挥什么作用,具体机制又是什么,还没人能说得清楚。

为了搞清楚这些问题,上海浦东周浦医院的研究人员在《Scientific Reports》期刊上发表了一篇名为 “Schisandrin B protects against angiotensin II-induced ferroptosis, atrial fibrosis, and atrial fibrillation by activating SIRT1” 的论文。研究发现,Sch B 能够保护心脏,抑制 Ang II 诱导的铁死亡、心房纤维化和房颤,它主要是通过激活 SIRT1 来实现这些作用的。这一发现为房颤的治疗提供了新的方向,就像在黑暗中为房颤患者点亮了一盏希望的灯。

研究人员为了开展这项研究,用到了几个关键的技术方法。他们通过构建动物模型和细胞模型来模拟疾病发生的过程,用组织学分析和氧化应激分析的方法观察心房纤维化和氧化应激的情况,借助 RT - qPCR(实时荧光定量聚合酶链式反应)和 Western blot(蛋白质免疫印迹)技术来检测 mRNA 和蛋白质的表达水平。

下面咱们来看看具体的研究结果。

初步评估小鼠模型的安全性和生理特征


研究人员先给小鼠每天注射 Sch B(30mg/kg/day),持续 28 天,就像给小鼠吃了 28 天的 “特制小药丸”。之后检查发现,小鼠的肝肾功能参数,像丙氨酸转氨酶(Alanine Transaminase,ALT)、天冬氨酸转氨酶(Aspartate Aminotransferase,AST)、肌酐(Creatinine)和血尿素氮(Blood Urea Nitrogen,BUN),和对照组比起来没啥变化,肝脏和肾脏的组织染色结果也显示一切正常,这说明 Sch B 对小鼠的肝肾功能没有不良影响。而且,给注射了 Ang II 的小鼠同时用 Sch B,还能显著降低它们的收缩压(Systolic Blood Pressure,SBP)、舒张压(Diastolic Blood Pressure,DBP)和平均动脉压(Mean Arterial Pressure,MAP),看来 Sch B 不仅安全,还有潜在的治疗效果呢。

Sch B 抑制 Ang II 诱导的房颤


研究人员给小鼠注射 Ang II,有些小鼠还同时用 Sch B,持续 28 天。之后通过心电图记录发现,注射 Ang II 的小鼠房颤发生率大大增加,而用了 Sch B 的小鼠房颤发生率明显降低,房颤持续时间也缩短了。这就好比给房颤的小鼠吃了一颗 “特效小药丸”,让房颤这个 “小恶魔” 没那么嚣张了,说明 Sch B 能有效抑制 Ang II 诱导的房颤发展。

Sch B 抑制 Ang II 灌注小鼠的房颤和细胞凋亡


研究人员发现,Ang II 会让小鼠心房的纤维化面积增加,细胞凋亡增多,同时血清中心肌损伤相关分子肌酸激酶同工酶 MB(Creatine Kinase Isoenzyme MB,CK - MB)和乳酸脱氢酶(Lactate Dehydrogenase,LDH)的水平也升高了。但用了 Sch B 之后,这些变化都得到了改善。这就像是 Sch B 给受伤的心房来了一场 “修复行动”,抑制了房颤和心房细胞凋亡。

Sch B 减少 Ang II 灌注小鼠心房的 ROS 和氧化应激


研究人员用 DHE 染色等方法检测发现,Ang II 会让小鼠心房组织产生更多的 ROS,氧化应激水平也升高了,表现为丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量增加,超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性降低,NOX2 和 NOX4 基因表达增加。而 Sch B 能把这些变化都 “扳回来”,减少 ROS 产生,降低氧化应激水平,就像给心房组织安装了一个 “抗氧化护盾”。

Sch B 通过激活 SIRT1 抑制 Ang II 诱导小鼠的铁死亡


研究人员通过 Western blot 检测发现,Sch B 能让小鼠心房组织中 SIRT1、SLC7A11、GPX4 和 FTH1 的表达增加,而这些蛋白和铁死亡的调控密切相关。这说明 Sch B 可以通过激活 SIRT1 来抑制铁死亡,就像给细胞的铁死亡 “刹车” 踩了一脚。

Sch B 对 Ang II 灌注的 HL - 1 细胞具有心脏保护作用


研究人员在 HL - 1 细胞上做实验,发现 Sch B 对细胞活力和 LDH 细胞毒性没有不良影响。而且,Ang II 会让细胞凋亡增加,用 Sch B 处理后凋亡减少,但加入 SIRT1 抑制剂 EX527 后,凋亡又增加了。这表明 Sch B 对 Ang II 灌注的 HL - 1 细胞有心脏保护作用,并且这种作用和 SIRT1 有关。

Sch B 抑制 Ang II 灌注的 HL - 1 细胞炎症


研究人员用 RT - qPCR 和 ELISA 检测发现,Ang II 会让 HL - 1 细胞中促炎细胞因子白细胞介素 - 1β(Interleukin - 1β,IL - 1β)、肿瘤坏死因子 - α(Tumor Necrosis Factor - α,TNF - α)和白细胞介素 - 6(Interleukin - 6,IL - 6)的表达增加,而 Sch B 能抑制这种增加,加入 EX527 后,这些因子的表达又会升高。这说明 Sch B 可以抑制 Ang II 灌注的 HL - 1 细胞炎症。

Sch B 抑制 HL - 1 细胞内 ROS 生成和氧化应激


研究人员用 DHE 染色等方法检测发现,Ang II 会让 HL - 1 细胞内 ROS 生成增加,氧化应激水平升高,表现为 MDA 含量增加,SOD 和 CAT 活性降低,NOX2 和 NOX4 基因表达增加。Sch B 能抑制这些变化,但加入 EX527 后,又会恢复原来的状态。这说明 Sch B 可以抑制 HL - 1 细胞内 ROS 生成和氧化应激,并且这种作用依赖于 SIRT1。

Sch B 通过激活 SIRT1 抑制 Ang II 诱导的 HL - 1 细胞铁死亡


研究人员用 Ferro Green 染色等方法检测发现,Ang II 会让 HL - 1 细胞中 Ferro Green 阳性细胞百分比增加,Fe2?浓度升高,而 Sch B 能抑制这些变化,加入 EX527 后又会恢复。同时,Sch B 能增加 SIRT1、SLC7A11、GPX4 和 FTH1 的表达,加入 EX527 后表达又降低。这说明 Sch B 可以通过激活 SIRT1 抑制 Ang II 诱导的 HL - 1 细胞铁死亡。

总的来说,这项研究表明 Sch B 在体内外都能保护心脏,抑制 Ang II 诱导的铁死亡、心房纤维化和房颤,它主要是通过激活 SIRT1 来发挥作用的。这一研究成果意义重大,为我们理解房颤的发病机制提供了新的视角,也为房颤的治疗提供了一个潜在的新靶点。就像给房颤的治疗打开了一扇新的大门,让我们看到了未来攻克房颤的新希望,也许在不久的将来,房颤患者就能受益于这一研究成果,摆脱房颤的困扰。

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