针刺通过 Nrf2/HO-1 通路减轻心肌缺血 / 再灌注损伤诱导的铁死亡:为心血管疾病治疗带来新曙光

【字体: 时间:2025年05月10日 来源:Chinese Medicine 5.3

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  为探究针刺对小鼠心肌缺血 / 再灌注损伤(MIRI)诱导的心肌细胞铁死亡的影响及相关机制,研究人员开展相关研究。结果显示,针刺可减轻铁死亡损伤,该作用经 Nrf2/HO-1 通路介导。这为针刺治疗心血管疾病提供科学依据。

  心肌缺血 / 再灌注(IR)本是治疗急性心肌梗死的有效手段,可在这一过程中出现的心肌缺血 / 再灌注损伤(MIRI)却成了影响治疗效果和患者预后的 “拦路虎”。近年来研究发现,MIRI 会诱导心肌细胞发生铁死亡(一种由铁依赖的脂质过氧化导致的细胞死亡形式),让心肌细胞遭受严重破坏。此前有研究表明,抑制心肌细胞铁死亡有助于改善 MIRI 相关的心肌损伤和心功能下降。而针刺作为传统中医疗法,在缓解心肌损伤、减少细胞死亡等方面有一定作用,还和铁代谢存在关联,但针刺能否通过减轻心肌细胞铁死亡来改善 MIRI 并不清楚。同时,核因子 - E2 相关因子 2(Nrf2)/ 血红素加氧酶 1(HO-1)通路在抑制 MIRI 诱导的铁死亡中至关重要,针刺是否通过该通路发挥作用也有待研究。在这样的背景下,成都中医药大学的研究人员展开了深入探索。
研究人员通过一系列实验,最终得出结论:针刺预处理可通过激活 Nrf2/HO-1 通路,减轻 MIRI 诱导的铁死亡,对心脏起到保护作用。这一成果发表在《Chinese Medicine》上,为针刺应用于心血管疾病治疗提供了现代科学依据,让针刺在心血管疾病治疗领域有了更坚实的理论支撑。

在研究过程中,研究人员用到了多个关键技术方法。首先是构建动物模型,对小鼠进行禁食、麻醉等处理后,结扎左冠状动脉(LCA)制备 MIRI 小鼠模型,假手术(SO)组则不进行 LCA 结扎。其次,采用超声心动图和心脏磁共振成像技术,检测心脏功能和心肌铁沉积情况。另外,运用酶联免疫吸附试验(ELISA)、蛋白质免疫印迹(Western blotting)、实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)等技术,检测相关指标的表达水平 。

下面来详细看看研究结果:

  • MIRI 诱导心肌细胞铁死亡:研究人员对比 SO 组和 MIRI 组小鼠血清和心肌组织中铁死亡相关标志物,发现 MIRI 组血清 Fe2+水平降低,心肌 Fe2+水平升高,血清丙二醛(MDA,脂质过氧化产物)水平上升,心肌细胞内活性氧(ROS)水平显著提高,证实 MIRI 会诱导心肌细胞发生铁死亡。
  • 针刺减轻心肌细胞铁死亡和减少心肌铁沉积:以针刺假穴位作为对照,研究针刺内关穴(PC6)对 MIRI 诱导的铁死亡的治疗效果。结果显示,与 MIRI 组相比,MIRI + 电针(EA)组血清 Fe2+水平上升,心肌 Fe2+水平下降,MDA 和心肌细胞内 ROS 水平显著降低,且 MIRI + EA 组治疗效果优于 MIRI + 假针刺(SA)组。同时,铁死亡标志物谷胱甘肽过氧化物酶 4(Gpx4)和线粒体铁蛋白(FtMt)在 MIRI + EA 组显著增加。心脏磁共振成像结果也表明,MIRI + EA 组比 MIRI 组和 MIRI + SA 组更能有效减少心肌铁沉积。
  • 针刺减轻 MIRI 并保护心脏功能:评估针刺对 MIRI 的治疗效果及其对心脏功能的保护作用时发现,MIRI + EA 组血清中心肌酶(CK、CK-MB 和 LDH)水平显著降低,心脏超声检测左心室射血分数(EF)和缩短分数(FS)显著增加,虽然 MIRI + EA 组与 MIRI + SA 组在 EF 和 FS 值上差异无统计学意义,但 MIRI + EA 组有更好的趋势。苏木精 - 伊红(HE)染色显示,MIRI + EA 组心肌病理变化较 MIRI 组明显改善,且优于 MIRI + SA 组。此外,MIRI + EA 组心肌中炎症细胞因子(IL-1β、IL-6 和 TNF-α)水平变化与心肌酶水平变化趋势一致。
  • 针刺可能通过 Nrf2/HO-1 通路调节铁死亡:研究针刺对心脏组织中 Nrf2 和 HO-1 蛋白及 mRNA 表达水平的影响,RT-qPCR、Western blotting 和双免疫荧光染色结果均显示,MIRI + EA 组 Nrf2 和 HO-1 表达水平较 MIRI 组显著增加,且优于 MIRI + SA 组,表明 EA 干预可增加被 MIRI 降低的 Nrf2 和 HO-1 表达。
  • Nrf2 抑制剂部分阻断针刺的抗铁死亡和心脏保护作用:利用 Nrf2 抑制剂(ML385)和激活剂(DMF)进一步验证针刺作用机制。结果显示,与 MIRI + EA 组相比,MIRI + EA + ML385 组 Nrf2 和 HO-1 表达降低,心肌酶和血清炎症细胞因子水平升高,EF 和 FS 值下降,铁死亡相关指标变化表明 EA 的抗铁死亡和改善铁沉积作用被阻断。而 MIRI + DMF 组与 MIRI + EA 组在各指标上趋势相似,说明 EA 治疗效果与 DMF 类似,针刺主要通过 Nrf2/HO-1 通路发挥对 MIRI 的保护作用。

研究结论和讨论部分意义重大。该研究证实针刺预处理可通过激活 Nrf2/HO-1 通路减轻 MIRI 诱导的铁死亡,为针刺治疗心血管疾病提供了有力的理论依据。不过研究也存在一定局限性,比如未设置铁死亡抑制剂作为阳性对照,样本量相对较小等。未来研究可增加样本量,纳入更多动物模型和干预时间,设置阳性对照,进一步探究针刺在 MIRI 不同阶段的治疗效果和机制,深入挖掘针刺保护心脏功能的分子机制,推动针刺在心血管疾病治疗中的广泛应用 。

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