毛蕊花糖苷（VB）：心脏移植后心肌缺血再灌注损伤铁死亡的新克星

心脏移植中，心肌冷缺血再灌注（I/R）损伤严重影响患者预后。研究人员开展了毛蕊花糖苷（VB）对心肌 I/R 损伤影响的研究。结果发现 VB 可减轻损伤、抑制铁死亡，可能通过上调 GDF15/GPX4/SLC7A11 通路。该研究为防治 I/R 损伤提供新思路。

　　在医学领域，心脏移植是终末期心脏病患者的希望之光，然而，心肌冷缺血再灌注（I/R）损伤却像一个顽固的 “敌人”，严重阻碍着这一治疗手段发挥最佳效果。当供体心脏被取出后，运输时间往往超过其 4 - 6 小时的安全保存时间，恢复血流时，不仅无法缓解缺血损伤，反而会因大量活性氧的释放加重组织损伤，这就是令人头疼的冷 I/R 损伤。它会导致心脏移植后的早期心力衰竭，甚至患者死亡，极大地影响了心脏移植患者的预后。传统的静态冷保存技术，如威斯康星大学（UW）溶液保存法，虽有一定效果，但保护作用有限。因此，寻找新的治疗方法来缓解这种损伤迫在眉睫。

武汉大学人民医院的研究人员勇敢地迎接这一挑战，开展了关于毛蕊花糖苷（Verbascoside，VB）对心脏移植后心肌冷 I/R 损伤影响的研究。他们发现，VB 预处理能够有效减少异位心脏移植后心肌冷 I/R 诱导的铁死亡（Ferroptosis），其作用机制可能是通过上调 GDF15/GPX4/SLC7A11 通路。这一发现为解释 VB 抵抗心脏移植后心肌 I/R 损伤提供了新方法，也为 I/R 损伤的预防和治疗带来了新的希望，相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。实验动物方面，选用 C57BL/6J 小鼠构建异位心脏移植模型，通过修改后的非缝合套管技术进行手术。细胞实验采用 H9c2 大鼠心肌细胞系，构建体外低温缺氧复氧（H/R）模型。实验中运用了多种检测技术，如苏木精 - 伊红（HE）染色观察心肌组织形态结构，透射电子显微镜（TEM）观察心肌组织超微结构，蛋白质免疫印迹（Western blot）检测蛋白表达水平，实时荧光定量聚合酶链式反应（RT - PCR）检测 mRNA 表达水平等。

研究结果

1. VB 减轻异位心脏移植后的心肌 I/R 损伤：研究人员通过对供体心脏进行 HE 染色和心脏功能评估，发现 I/R 组心肌出现明显损伤，如心肌肌原纤维丢失、细胞坏死等，而 VB 处理组这些损伤显著减轻。同时，VB 处理还降低了血清中心肌损伤标志物 CK - MB、cTnI 和 LDH 的水平，促进了心脏组织中 SOD 的产生，抑制了 MDA 的表达，并且减少了心肌细胞的凋亡率。这一系列结果表明，VB 能够显著减轻心脏移植后的心肌 I/R 损伤。
2. VB 治疗减轻心肌细胞凋亡和铁死亡：TEM 观察发现 VB 显著加速了自噬体的清除，同时检测相关蛋白发现，VB 预处理降低了促凋亡蛋白 Bax 和 cleaved - caspase - 3 的表达，增加了抗凋亡蛋白 Bcl - 2 的表达。在铁死亡相关蛋白方面，VB 下调了 ACSL4 的表达，上调了 SLC7A11 和 GPX4 的表达。这些结果说明 VB 抑制了 I/R 诱导的细胞凋亡，发挥了抗铁死亡的作用。
3. VB 预处理对 H9c2 细胞在 H/R 处理下脂质过氧化和凋亡的影响：在体外实验中，VB 增加了 H/R 处理的心肌细胞活力，降低了 LDH 活性。研究发现，50μg/mL 的 VB 效果最佳。同时，VB 预处理显著降低了 H/R 诱导的促炎细胞因子 IL - 1β、IL - 6 和 TNF - α 的 mRNA 水平，减少了 ROS 的产生，降低了细胞凋亡率。这进一步证明了 VB 对心肌细胞在 H/R 损伤下的保护作用。
4. VB 抑制冷 H/R 诱导的铁死亡和相关蛋白表达：利用冷 H/R 细胞模型，研究发现 VB 显著降低了细胞内 Fe^{2 +}的产生，逆转了冷 H/R 导致的 GSH 水平下降。Western blot 和免疫荧光检测显示，VB 上调了 SLC7A11 和 GPX4 的蛋白水平，下调了 ACSL4 的蛋白水平。这表明 VB 能够抑制冷 H/R 诱导的铁死亡。
5. VB 通过上调 GDF15 减轻 H/R 损伤诱导的铁死亡：研究人员推断 VB 通过上调 GDF15 减轻铁死亡，于是进行了相关实验。结果发现，I/R 损伤会增加 GDF15 的表达，VB 进一步促进其增加。沉默 GDF15 后，VB 的保护作用被削弱，细胞内氧化应激指标和铁死亡相关蛋白表达发生变化，加重了铁死亡。而铁死亡抑制剂 Ferrostatin - 1 能够缓解沉默 GDF15 导致的铁死亡加重。这充分证明了 VB 减轻铁死亡依赖于 GDF15 的上调。
6. GDF15 通过 GPX4 介导的铁死亡减轻冷 H/R 诱导的损伤：为了探究 GDF15 是否通过上调 GPX4 抑制铁死亡，研究人员使用重组 GDF15（rGDF15）并转染 si - GPX4 沉默 GPX4 表达。结果显示，沉默 GPX4 后，rGDF15 的保护作用消失，细胞凋亡率增加，氧化应激指标和铁死亡相关蛋白表达变化表明铁死亡加重。这表明 GDF15 通过上调 GPX4 减轻冷 H/R 诱导的损伤。

研究结论和讨论

研究人员发现了 VB 抑制 GPX4 介导的铁死亡从而抵抗心肌 I/R 损伤的新机制，VB 通过上调 GDF15，调节 GDF15/GPX4/SLC7A11 通路发挥作用。这一研究为心脏移植后心肌 I/R 损伤的防治提供了新的理论依据和潜在治疗靶点。然而，研究也存在一定局限性，例如 GDF15 是否直接作用于 GPX4 蛋白的哪个靶点尚不明确，心脏移植冷 I/R 损伤与心肌梗死后再灌注损伤的机制是否存在差异也有待进一步研究。后续研究人员计划通过免疫沉淀等方法继续探索 GDF15 与 GPX4 之间的关系。总体而言，这项研究为心脏移植领域带来了新的曙光，有望推动相关治疗手段的发展，改善心脏移植患者的预后。