补阳还五汤通过调控SIRT1/AMPK通路促进糖酵解和三羧酸循环改善脑缺血再灌注后能量代谢障碍

【字体: 时间:2025年07月08日 来源:Chinese Medicine 5.3

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  本研究针对脑缺血再灌注损伤(CIRI)后能量代谢紊乱这一关键病理环节,通过建立气虚血瘀证大鼠模型,结合代谢组学和多组学技术,首次揭示补阳还五汤(BYHWD)通过激活SIRT1/AMPK信号通路,上调GLUT4介导的葡萄糖摄取,增强HKII/PFKM/PKM等糖酵解关键酶活性,并促进CS/IDH3A/OGDH等三羧酸循环(TCA)限速酶表达,从而改善神经元能量供应。该研究为中医药治疗缺血性脑卒中提供了新的代谢调控靶点,发表于《Chinese Medicine》。

  

脑血管疾病已成为全球第二大致死病因,其中脑缺血再灌注损伤(CIRI)是导致神经功能恶化的关键环节。传统观点认为能量代谢障碍是CIRI的始动因素——大脑仅占体重的2%却消耗20%的机体能量,缺血5-7分钟即可耗尽ATP储备。中医理论将"气虚血瘀"视为核心病机,而经典方剂补阳还五汤(BYHWD)在临床实践中展现出显著的神经保护作用,但其改善能量代谢的分子机制尚未阐明。

湖南中医药大学的研究团队创新性地构建了"游泳力竭联合大脑中动脉栓塞"的气虚血瘀证大鼠模型,通过Longa评分、TTC染色等证实BYHWD可显著改善神经功能缺损和脑组织病理损伤。代谢组学分析发现BYHWD干预后,烟酸/烟酰胺代谢和AMPK通路显著富集,提示其可能通过NAD+/SIRT1/AMPK轴调控能量代谢。

研究采用四大关键技术:1) 建立整合疾病与证候特征的CIRI动物模型;2) UHPLC-MS/MS非靶向代谢组学分析血清和脑组织代谢谱;3) 体外氧糖剥夺/再灌注(OGD/R)神经元模型验证;4) Western blot检测SIRT1/AMPK通路及下游糖酵解/TCA循环关键蛋白表达。

BYHWD显著减轻气虚血瘀证CIRI大鼠的神经功能缺损
通过Longa评分和中医证候评分证实,BYHWD高剂量组(22.2 g/kg)较模型组神经功能评分降低46.2%,并显著改善毛发枯槁、舌质紫暗等气虚血瘀体征。TTC染色显示其使脑梗死体积减少38.7%,HE染色显示海马区神经元损伤率下降52.4%。

代谢组学揭示能量代谢重编程机制
在血清中鉴定出71个差异代谢物,脑组织中44个,主要富集于烟酸代谢(NAD+合成)、AMPK信号(能量感应)、半乳糖代谢(糖酵解前体)等通路。关键发现是BYHWD上调NAMPT(烟酰胺磷酸核糖转移酶)表达2.1倍,促进NAD+生成,进而激活SIRT1去乙酰化酶。

SIRT1/AMPK通路的枢纽作用
Western blot显示BYHWD使p-AMPK(Thr172)磷酸化水平升高1.8倍,GLUT4表达增加2.3倍,显著增强葡萄糖摄取。糖酵解限速酶HKII/PFKM/PKM活性提升1.5-2倍,同时TCA循环关键酶CS/IDH3A/α-KGDH活性恢复至正常水平80%以上。

线粒体功能重建
BYHWD通过PGC-1α/NRF1/TFAM通路促进线粒体生物合成,使复合体I-IV活性提高1.2-1.6倍。HT22细胞实验证实,5%含药血清使OCR(氧耗率)提升58%,ECAR(细胞外酸化率)增加42%,表明糖酵解和氧化磷酸化协同增强。

该研究首次系统阐释了BYHWD"多成分-多靶点-多通路"的作用模式:黄芪甲苷等活性成分通过NAMPT-NAD+-SIRT1轴激活AMPK,形成"葡萄糖摄取-糖酵解-TCA循环-氧化磷酸化"的代谢级联反应。这不仅为中医药"益气活血"治法提供了现代科学依据,更为开发靶向能量代谢的脑保护剂开辟了新思路。值得注意的是,BYHWD对糖酵解的促进作用在急性期可快速供能,而对TCA循环的调控在恢复期维持长效能量供应,这种"时空双相调节"特性可能是其优于单一靶点药物的关键所在。

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