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连翘酯苷通过自噬-溶酶体降解CTR1抑制铜死亡改善心肌缺血再灌注损伤
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Free Radical Biology and Medicine 7.1
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本研究针对心肌缺血再灌注损伤(MI/RI)缺乏靶向治疗的临床难题,揭示了天然化合物连翘酯苷(PHI)通过促进铜转运蛋白CTR1的溶酶体降解,抑制铜死亡(cuproptosis)从而保护心肌细胞的新机制。研究人员通过小鼠MI/RI模型和细胞H/R模型,证实PHI可显著改善心脏功能、减少梗死面积,并阐明其通过下调FDX1/LIAS表达、减少铜积累发挥保护作用,为MI/RI治疗提供了新靶点和潜在药物。
心肌缺血再灌注损伤(MI/RI)是心血管疾病治疗中的“双刃剑”——虽然及时恢复血流能挽救缺血心肌,但再灌注过程本身却会引发更严重的继发性损伤。这种矛盾现象困扰着临床医生数十年,目前尚无特异性治疗手段。近年来,一种新型程序性细胞死亡方式——铜死亡(cuproptosis)的发现为解开这一谜题提供了新线索。铜死亡由线粒体内铜离子过度积累触发,涉及脂酰化蛋白聚集、铁硫簇蛋白丢失等特征性事件,与心肌损伤密切相关。与此同时,传统中药连翘中的活性成分连翘酯苷(Phillygenin, PHI)因其抗炎、抗氧化等广泛药理活性备受关注,但其对MI/RI的作用机制仍是未解之谜。
针对这一科学问题,江南大学的研究团队在《Free Radical Biology and Medicine》发表重要研究成果。研究通过构建小鼠左冠状动脉前降支缺血30分钟/再灌注24小时模型,以及H9c2心肌细胞缺氧/复氧(H/R)模型,结合超声心动图、TTC染色、透射电镜等技术,系统评估了PHI的心脏保护作用。关键实验技术包括:使用C57BL/6J小鼠建立MI/RI模型,通过免疫印迹检测铜死亡相关蛋白(FDX1、LIAS、CTR1),采用免疫荧光观察CTR1的溶酶体共定位,并应用铜离子荧光探针监测细胞内铜积累。
PHI改善MI/RI小鼠心功能及线粒体损伤
研究发现PHI预处理显著提升MI/RI小鼠的左室射血分数(LVEF)和短轴缩短率(LVFS),减少心肌梗死面积。电镜显示PHI有效缓解线粒体嵴断裂、空泡化等超微结构损伤,提示其对线粒体的保护作用。
PHI特异性抑制铜死亡而非焦亡或铁死亡
通过比较不同程序性死亡标志物,研究首次明确PHI选择性地抑制铜死亡:下调铜死亡关键介质FDX1和LIAS蛋白表达,降低心肌细胞内铜离子水平。人为诱导铜死亡可完全抵消PHI的心脏保护效应,证实铜死亡抑制是其核心机制。
自噬-溶酶体降解CTR1的分子机制
机制研究发现PHI促进铜转运蛋白CTR1向溶酶体的转运,通过自噬-溶酶体途径加速其降解,从而减少细胞膜铜离子内流。这一过程显著减轻氧化应激、炎症反应及线粒体功能障碍,形成“CTR1降解-铜稳态恢复-多靶点保护”的级联效应。
该研究不仅首次揭示PHI通过调控铜死亡缓解MI/RI的创新机制,更提出“靶向CTR1溶酶体降解”这一全新治疗策略。从转化医学角度看,PHI作为天然小分子药物候选物,具有临床转化潜力;从科学意义而言,研究填补了铜死亡与心血管疾病关联的知识空白,为其他铜代谢异常相关疾病(如威尔逊病、神经退行性疾病)的治疗提供借鉴。未来研究可进一步优化PHI给药方案,并探索其与其他铜螯合剂的协同效应,推动MI/RI精准治疗的发展。
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