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脓毒症诱导的心肌功能障碍（SIMD）死亡率高，机制不明。河北医科大学研究人员探究 Piezo1 在 SIMD 中的作用及机制。发现 Piezo1 激活可改善心脏功能，或通过调节 DUSP3 起保护作用，为 SIMD 治疗提供新方向。
脓毒症，就像隐藏在人体健康背后的 “杀手”，时刻威胁着人们的生命。它是由感染引发的一种严重全身性炎症反应综合征，每年全球约有 3150 万病例，死亡率高达 26%。在脓毒症的众多严重并发症中，脓毒症诱导的心肌功能障碍（Sepsis-induced myocardial dysfunction，SIMD）更是 “雪上加霜”，显著增加了患者的死亡风险。尽管科学家们已经知道过度炎症、氧化应激和线粒体功能障碍等与 SIMD 的发病机制有关，但具体的机制仍如同迷雾一般，模糊不清。
在这样的背景下，河北医科大学的研究人员决心 “拨云见日”，展开了关于 Piezo1 在 SIMD 中作用及机制的研究。他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》上，为解决 SIMD 这一难题带来了新的曙光。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先是构建动物模型，选用 C57BL/6 N 小鼠以及心肌细胞特异性 Piezo1 基因敲除（Piezo1ΔCM）小鼠，通过腹腔注射脂多糖（LPS）诱导 SIMD 模型；然后利用超声心动图评估小鼠心脏功能，检测左心室射血分数（LVEF%）和左心室缩短分数（LVFS%）；采用组织学分析，对心脏组织进行苏木精 - 伊红（HE）染色观察病理变化；运用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血浆中心肌肌钙蛋白 T（cTnT）水平；通过蛋白质免疫印迹（Western blot）分析 Piezo1、双特异性磷酸酶 3（DUSP3）等蛋白的表达水平；还利用 PCR 基因分型技术验证基因敲除效果 。
研究结果如下：
- Piezo1 在 SIMD 小鼠中上调：研究人员建立脓毒症小鼠模型后发现，与对照组相比，LPS 处理的小鼠心脏功能明显受损，LVEF% 和 LVFS% 显著降低，心率也明显下降，血浆 cTnT 水平大幅升高，这表明心肌受到了损伤。同时，心脏组织的 HE 染色显示出急性心肌损伤和炎症的特征。值得注意的是，LPS 处理后小鼠心脏组织中 Piezo1 蛋白水平显著增加，这暗示着 Piezo1 上调可能与 SIMD 的发病机制有关。
- Piezo1 激动剂 Yoda1 改善 SIMD 小鼠心脏功能障碍：给脓毒症小鼠模型注射 Piezo1 激动剂 Yoda1 后，超声心动图分析显示，LPS + Yoda1 组的 LVEF% 和 LVFS% 显著高于 LPS 组，这说明 Yoda1 能够改善 SIMD 小鼠的心脏功能。同时，血浆 cTnT 水平明显降低，组织学检查也发现心肌损伤减轻，炎症细胞浸润和细胞变性减少。不过，LPS + Yoda1 组和 LPS 组的心率都比对照组低，这表明 Yoda1 虽然能增强心脏功能，但无法对抗 LPS 引起的心率下降。
- Piezo1 抑制剂 GsMTx - 4 加重 SIMD 小鼠心脏功能障碍：使用 Piezo1 抑制剂 GsMTx - 4 处理脓毒症小鼠模型后，结果与 Yoda1 处理组相反。LPS + GsMTx - 4 组的 LVEF% 和 LVFS% 比 LPS 组显著降低，血浆 cTnT 水平升高，组织学分析显示心肌损伤更严重，炎症细胞浸润增多，细胞变性加剧。这表明 GsMTx - 4 会加重 SIMD 小鼠的心脏功能障碍。
- 心肌细胞特异性 Piezo1 缺失加剧 SIMD 小鼠心脏功能障碍：研究人员利用 Piezo1ΔCM小鼠进一步研究 Piezo1 的作用。结果发现，Piezo1ΔCM小鼠在基线时的 LVEF% 和 LVFS% 就比对照组低，LPS 处理后，两组小鼠的心脏功能进一步下降，但 Piezo1ΔCM小鼠的心脏功能下降更明显。同时，Piezo1ΔCM小鼠的血浆 cTnT 水平显著高于对照组，这意味着心肌损伤更严重。此外，免疫印迹结果显示，Piezo1 的下游靶点 DUSP3 在 Piezo1ΔCM和 Piezo1flox/flox + LPS 组中表达上调，这表明 Piezo1 与 DUSP3 之间可能存在潜在的机制联系，且心肌细胞特异性缺失 Piezo1 会加剧 SIMD 时的心脏功能障碍，突出了 Piezo1 在脓毒症期间维持心脏功能的保护作用。
研究结论和讨论部分指出，该研究表明 Piezo1 在 SIMD 中发挥着心脏保护作用，可能是通过上调 DUSP3 来实现的。虽然 Piezo1 作为机械敏感离子通道，在维持心肌功能方面的重要性已得到证实，但研究仍存在一些局限性。比如，Piezo1 对 DUSP3 蛋白表达的直接或间接调节机制尚未完全明确；研究仅使用了雌性小鼠，结果可能无法推广到雄性动物；LPS 刺激后心脏组织中 Piezo1 蛋白表达增加的原因也有待进一步探究。尽管如此，这项研究依然意义重大，它为 SIMD 的发病机制提供了新的见解，揭示了 Piezo1 作为潜在治疗靶点的可能性，为未来开发基于 Piezo1 的 SIMD 治疗策略奠定了基础。后续研究需要更深入地探索相关信号通路，考虑性别差异等因素，推动基础研究成果向临床应用转化，为 SIMD 患者带来新的希望。
