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RAS-RH通过上调miR-126抑制mPTP开放改善冠状动脉微血管疾病大鼠模型的心功能
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月07日 来源:Microvascular Research 2.7
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为解决冠状动脉微血管功能障碍(CMVD)缺乏有效药物治疗的问题,研究人员开展RAS-RH调控miR-126/mPTP通路的研究。通过X射线辐射建立大鼠CMVD模型,发现RAS-RH通过上调miR-126抑制线粒体膜通透性转换孔(mPTP)过度开放,减轻内皮细胞凋亡,促进血管新生,改善心肌灌注。该研究为CMVD治疗提供新靶点,发表于《Microvascular Research》。
心血管疾病是全球健康的主要威胁之一,而冠状动脉微血管功能障碍(CMVD)作为其中一种常见但常被忽视的类型,正逐渐引起研究者的关注。这种疾病表现为心肌微循环异常,导致心肌缺血,但患者冠状动脉造影却显示无明显阻塞。据统计,高达80%的胸痛患者和50%的稳定型心绞痛患者属于这种情况,尤其在女性群体中更为常见。目前临床上对CMVD的治疗手段有限,缺乏特效药物,这成为心血管领域亟待解决的难题。
在这一背景下,甘肃中医药大学中西医结合学院的研究团队将目光投向了传统中药红芪当归(RAS-RH)。前期研究发现RAS-RH具有促血管生成作用,但其在CMVD治疗中的具体机制尚不明确。研究人员注意到,X射线辐射会显著增加内皮细胞中线粒体膜通透性转换孔(mPTP)的开放水平,导致钙离子溢出、氧化应激和细胞凋亡,这可能是CMVD发生的关键环节。与此同时,心脏间充质干细胞(又称telocytes,TCs)通过旁分泌血管内皮生长因子(VEGF)、一氧化氮(NO)和外泌体(含miRNA)在血管生成和心肌修复中发挥重要作用。基于这些发现,研究人员提出科学假设:RAS-RH可能通过调控TCs分泌的miRNA影响mPTP开放,从而改善CMVD。
为验证这一假设,研究团队采用多学科技术手段开展系统研究。通过X射线辐射(10 Gy)建立大鼠CMVD模型,设置对照组、模型组、RAS-RH干预组、miR-126激动剂组和联合干预组。采用心脏超声评估心功能,冠状动脉微血管铸型技术观察血管结构,Carstairs和Heidenhain染色分析心肌病理改变,透射电镜观察超微结构损伤,TUNEL和流式细胞术检测细胞凋亡,Western blot和免疫组化分析蛋白表达,荧光原位杂交检测miRNA表达。
研究结果揭示了多个重要发现。在心脏功能方面,X射线辐射导致E/A比值显著升高,左心室射血分数(LVEF)等指标下降,血清中内皮素-1(ET-1)和血管性血友病因子(vWF)水平升高,一氧化氮(NO)生成减少。透射电镜观察到辐射组心肌细胞和内皮细胞出现明显超微结构损伤,包括线粒体肿胀、嵴消失、核膜破裂等。值得注意的是,TCs的典型串珠状结构(telopodes)在辐射后严重萎缩,周围囊泡数量显著减少。分子水平检测显示,mPTP相关蛋白(CypD、VDAC、F1F0-ATPase)表达异常,凋亡相关蛋白(Cytc、AIF、caspase-9、caspase-3)表达上调。
干预实验取得了令人振奋的结果。RAS-RH处理显著改善了上述病理改变:心脏功能参数趋于正常,超微结构损伤减轻,TCs的telopodes结构部分恢复,周围囊泡数量增加。机制研究发现,RAS-RH显著上调了miR-126的表达,同时抑制了mPTP相关蛋白(CypD、VDAC、F1F0-ATPase)的表达。特别有趣的是,单独使用miR-126激动剂或与RAS-RH联合使用,都能产生类似的保护效果,证实miR-126是RAS-RH发挥作用的关键介质。
在血管形态和功能方面,冠状动脉铸型显示辐射导致冠状动脉侧支数量减少,左前降支和回旋支起始部内径变窄。而RAS-RH干预后,冠状动脉三级分支数量增加,血管更长更粗。CD34免疫组化显示RAS-RH促进血管新生,Carstairs染色表明其减少微血栓形成,Heidenhain染色证实其缓解心肌缺血。
这项研究的重要意义在于首次阐明了RAS-RH通过miR-126/mPTP通路改善CMVD的分子机制。研究发现X射线辐射通过诱导内皮细胞mPTP过度开放导致CMVD,而RAS-RH通过上调TCs分泌的miR-126,抑制mPTP过度激活,从而减轻内皮细胞凋亡、促进血管新生、改善心肌灌注。这不仅为CMVD的治疗提供了新的潜在靶点,也为中药现代化研究提供了范例。研究创新性地将传统中药活性成分与现代分子生物学机制相结合,揭示了TCs-miR-126-mPTP这一新的信号轴在心血管疾病中的作用,为开发新型抗CMVD药物奠定了理论基础。
论文的讨论部分进一步指出,mPTP作为线粒体膜上的特殊离子通道,其过度开放会导致线粒体膜电位降低、通透性增加,通过线粒体途径释放凋亡因子。虽然CypD、VDAC和F1F0-ATPase被确认为mPTP的重要组成部分,但腺苷酸转位酶(ANT)的作用仍存争议。本研究结果显示ANT可能作为mPTP开放的反向调节因子,这一发现为理解mPTP的组成和调控提供了新视角。此外,研究还提示TCs通过旁分泌miR-126与内皮细胞进行"对话",这种细胞间通讯机制在组织稳态和修复中可能发挥重要作用。
当然,研究也存在一定局限性,如仅检测了miR-126和miR-24两种miRNA,而TCs分泌的miRNA种类可能更为多样;对miR-126下游靶点的研究也主要集中于mPTP相关蛋白,未能系统考察其他可能的作用靶点。这些都为后续研究指明了方向。总体而言,这项发表在《Microvascular Research》的工作不仅为CMVD的防治提供了新的理论依据和治疗策略,也展示了中西医结合研究的广阔前景。