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养心氏片通过调控线粒体生物能量学改善心肌损伤并增强骨骼肌运动能力的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月19日 来源:Phytomedicine 6.7
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本研究针对冠心病患者心肌损伤和运动耐力下降的临床难题,通过建立心肌缺血再灌注(I/R)小鼠模型,系统探究了传统中药养心氏片(YXST)的心脏保护作用及其调控线粒体生物能量学(mitochondrial bioenergetics)的分子机制。研究发现YXST通过激活BACH1介导的氧化磷酸化(OXPHOS)通路促进骨骼肌卫星细胞分化,同时刺激保护性肌因子(myokines)分泌,为心血管-骨骼肌协同治疗提供了新策略。
心力衰竭作为一种全身性疾病,其伴随的骨骼肌结构和功能损伤是导致患者运动耐力下降的关键因素。尽管运动训练被证实能显著改善心功能,但老年和残疾患者往往难以达到有效运动量。传统中药复方因其多成分、多靶点特性,在心血管疾病治疗中展现出独特优势。养心氏片(Yangxinshi tablet, YXST)作为含13味药材的专利中药,临床已证实可改善心功能,但其对骨骼肌损伤的干预机制尚不明确。
为探究YXST对心肌和骨骼肌的双重保护作用,研究人员通过建立心肌I/R小鼠模型,结合C2C12肌管分化体系,采用超声心动图、透射电镜(TEM)、海马能量代谢分析(Seahorse XF)等技术,系统评估了YXST对心功能、运动耐力及线粒体功能的影响。通过RNA测序、分子对接和细胞热位移实验(CETSA)揭示了YXST活性成分与靶蛋白BACH1的相互作用。
化学组成分析
UPLC-Q-TOF鉴定出YXST中1023种化合物,包括黄酮类、生物碱等(图1)。血清药理学分析筛选出9种入血成分,其中漆黄酮(Rhusflavone)与BACH1蛋白结合能达-8.712 kcal/mol(图8)。
心脏保护作用
YXST(500 mg/kg)治疗6周显著提升I/R小鼠左室射血分数(LVEF)至58.7%,减少心肌梗死面积41.3%(图2)。透射电镜显示心肌线粒体数量增加,异常线粒体比例下降,同时炎症因子IL-6和TNF-α表达降低(补充图2)。
运动耐力提升
YXST使I/R小鼠力竭跑步时间延长2.3倍,握力提高68%(图3)。骨骼肌H&E染色显示慢肌纤维(MHC-I)表达增加,快肌纤维(MHC-II)比例下降,伴随肌卫星细胞标记物PAX7上调1.8倍(图4)。
分子机制解析
体外实验表明,YXST(1000 μg/mL)促进C2C12肌管分化,线粒体生物合成关键因子PGC1-α和TFAM表达增加2.1倍(图5)。RNA测序显示OXPHOS通路显著激活,BACH1沉默后该效应被逆转(图6)。过表达BACH1则使肌管分化标志物MYOD1表达提升3.2倍(图7)。
肌因子调控
YXST刺激肌管分泌鸢尾素(Irisin)、肌肉营养素(Myonectin)等保护性肌因子,其中FNDC5 mRNA表达上调4.5倍(图9),为心-肌器官对话提供新证据。
该研究首次阐明YXST通过BACH1-OXPHOS轴双向改善心肌和骨骼肌功能的机制,为开发"运动模拟药物"提供理论依据。发现的中药多成分协同作用模式,为复杂疾病治疗提供了新思路。论文发表于《Phytomedicine》,标志着中药现代化研究在代谢调控领域取得重要突破。
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