人参通过抑制局部血管紧张素II–AT1受体信号轴拮抗内皮素-1诱导的心肌细胞肥大

《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》：Panax ginseng suppresses endothelin-1-induced cardiomyocyte hypertrophy through inhibition of the local angiotensin II–AT1 receptor signaling axis

　　

摘要专业翻译 人参（Panax ginseng, PG）是一种在东亚地区广泛用于治疗心血管疾病的传统草药。尽管已有报道指出PG可减轻心肌细胞肥大，但其心脏保护作用的分子机制仍未完全阐明。在本研究中，研究人员探究了对内皮素-1（endothelin-1, ET-1）–血管紧张素II（angiotensin II, AngII）信号轴的调控是否参与了PG的抗肥大作用。研究人员采用新生大鼠心室肌细胞（neonatal rat ventricular myocytes, NRVMs）评估ET-1诱导的肥大反应，并通过使用受体拮抗剂的药理学实验来检测所涉及的信号通路。利用ELISA定量检测胞外AngII水平，在过表达AT1A受体的NRVMs中评估细胞内Ca2+蓄积情况，并在共表达AT1A受体和TRPC6的HEK293T细胞中进行全细胞膜片钳记录。PG在不改变ETA受体或ETB受体表达的情况下，显著减弱了ET-1诱导的心肌细胞肥大。使用ETA受体拮抗剂BQ-123进行的药理学实验提示，PG的抗肥大效应不能单纯用直接抑制ETA受体信号来解释。PG显著抑制了ET-1诱导的胞外AngII产生，而与氯沙坦（losartan）的相互作用研究进一步表明AngII–AT1A受体通路参与了PG的抗肥大作用。此外，PG抑制了过表达AT1A受体的NRVMs中AngII诱导的细胞内Ca2+蓄积，并减弱了AngII诱发的TRPC6介导的膜电流，但不影响基础通道活性。这些发现表明，PG通过同时抑制ET-1诱导的AngII产生及其下游AT1A受体依赖性信号传导，从而抑制ET-1诱导的心肌细胞肥大，这揭示了抑制AngII–AT1A受体信号轴是其心脏保护作用的关键机制。

论文解读文章

一、研究背景与目的

心脏肥大是心脏对病理性应激的主要适应性反应，也是心力衰竭的重要前兆。在内皮素-1（ET-1）、血管紧张素II（AngII）等多种神经体液因子中，ET-1是促进心肌细胞肥大的最有效内源性刺激物之一。人参（Panax ginseng, PG）作为东亚传统草药，已被证实具有心脏保护作用，并能减轻心肌细胞肥大，但其确切的分子机制尚不完全清楚。既往研究表明，ET-1与AngII之间存在功能性的交互调节网络，ET-1可刺激局部AngII的产生，并通过自分泌/旁分泌机制放大下游肥大信号。基于此，研究人员提出假说：PG的心脏保护作用可能涉及对ET-1–AngII–AT₁受体（AT₁R）信号轴的调控。因此，本研究旨在阐明PG抗肥大作用的潜在信号机制。

二、主要研究方法

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，分离并培养了新生大鼠心室肌细胞（NRVMs），并通过免疫荧光染色验证了心肌细胞的纯度。其次，通过药理学实验，分别使用ET_A受体拮抗剂BQ-123和AT₁受体拮抗剂氯沙坦进行浓度-抑制曲线分析，以探究PG与特定受体信号通路的关系。第三，利用酶联免疫吸附试验（ELISA）定量检测了细胞外AngII的水平。第四，通过实时荧光定量PCR技术分析了局部肾素-血管紧张素系统相关基因的表达变化。第五，使用Fluo-4 AM荧光探针在微孔板读数仪上测量了细胞内Ca²⁺水平。第六，在共表达AT_1A受体和瞬时受体电位阳离子通道6（TRPC6）的HEK293T细胞中，运用全细胞膜片钳技术记录了AngII诱发的膜电流。此外，还使用了蛋白质印迹法（Western blot）验证了AT_1A受体的蛋白表达。

三、研究结果

1. PG抑制ET-1诱导的心肌细胞肥大

研究人员首先确认了PG的抗肥大效果。结果显示，与对照组相比，ET-1处理使NRVMs的细胞横截面积显著增加，而PG共处理则显著抑制了这一增大效应。PG单独处理不影响基础细胞大小，排除了非特异性细胞毒性作用。

2. 内皮素受体信号参与PG的抗肥大作用

研究发现，ET-1刺激并未显著改变ET_A受体或ET_B受体的mRNA表达水平，PG处理亦无影响。使用ET_A受体拮抗剂BQ-123的实验显示，BQ-123可浓度依赖性地抑制ET-1诱导的肥大，其IC₅₀为91.6 nM。然而，当PG与BQ-123联合使用时，观察到的反应模式不支持PG的抗肥大效应完全归因于对ET_A受体信号的直接抑制。这促使研究人员探索是否存在其他介质。

3. PG抑制ET-1诱导的AngII产生及局部肾素-血管紧张素系统基因表达

研究人员将焦点转向AngII。结果表明，ET-1刺激显著增加了培养上清液中AngII的浓度，而PG预处理则显著抑制了这一升高。进一步分析显示，ET-1显著上调了编码血管紧张素原（Agt）、血管紧张素转换酶（Ace）和ACE2的mRNA表达，而PG则显著减弱了ET-1诱导的这些基因表达的增加。这表明PG不仅能抑制下游肥大反应，还能阻断ET-1触发的局部肾素-血管紧张素系统的激活。

4. AngII–AT_1A受体通路参与ET-1诱导的心肌细胞肥大

为了确定增加的AngII是否确实介导了肥大效应，研究人员检测了AngII受体亚型的表达。结果显示，在NRVMs中可检测到AT_1A受体的mRNA，而AT_1B受体未被检测到，表明AT_1A受体是主要的AngII受体亚型。使用AT₁受体拮抗剂氯沙坦的实验表明，氯沙坦浓度依赖性地抑制了ET-1诱导的肥大，其IC₅₀为151.7 nM。在与PG联合使用时，未观察到最大抑制效应的进一步增强。这些结果连同ET-1诱导AngII产生并被PG抑制的证据，共同支持了AngII–AT_1A受体通路在PG抗肥大作用中的参与。

5. PG抑制AT_1A受体过表达NRVMs中AngII诱导的Ca²⁺信号

研究人员直接应用外源性AngII来检验PG对AT_1A受体信号的直接影响。AngII处理引起了NRVMs的显著肥大，而PG预处理完全消除了这一效应。PG对AngII诱导的肥大表现出浓度依赖性抑制，IC₅₀为10.0 μg/ml。随后，在过表达AT_1A受体的NRVMs中，研究人员发现AngII显著增加了细胞内Ca²⁺水平，而PG则显著抑制了这一反应。即使在天然NRVMs中，PG也能减弱AngII诱导的Ca²⁺升高。

6. PG抑制表达AT_1A受体的细胞中AngII诱导的信号传导

为了从电生理学角度验证PG的作用，研究人员在共表达AT_1A受体和TRPC6的HEK293T细胞中进行了全细胞膜片钳记录。AngII的应用引发了膜电流幅度的显著增加，而PG预处理则大幅削弱了这一电流反应。电流-电压关系分析进一步证实了PG的抑制作用。重要的是，PG单独处理对基础膜电流几乎没有影响，表明PG并不直接作用于TRPC6通道本身，而是选择性地抑制了AT_1A受体依赖的下游信号。

四、总结与讨论

本研究的主要发现揭示了人参（PG）拮抗心肌细胞肥大的新机制。研究人员得出结论：PG通过双重机制发挥其抗肥大作用——一方面抑制ET-1诱导的AngII产生，另一方面抑制AngII激活的AT_1A受体下游信号通路。具体而言，PG能够：① 可重复地抑制ET-1诱导的心肌细胞肥大而不改变ET受体表达；② 抑制ET-1刺激引起的细胞外AngII增加；③ 药理学实验支持AngII–AT_1A受体通路的参与；④ 抑制AngII引发的急性AT_1A受体依赖性Ca²⁺信号和下游膜电流。这些发现将抑制AngII–AT₁受体信号轴确定为PG心脏保护作用的一个此前未被认识的关键机制。该研究不仅证明了ET-1可以驱动心肌细胞自主合成和分泌AngII，从而建立了ET-1与AngII之间的反向交互调节证据，而且表明PG的保护作用超越了单一的上游干预，能在AngII产生和下游信号响应两个层面发挥作用。研究指出，虽然电生理数据表明PG抑制了AT_1A受体依赖性信号，但尚未确定PG的何种生物活性成分直接与AT_1A受体结合，这需要通过放射性配体或荧光竞争结合等受体结合实验进一步验证。此外，由于PG是复杂的草药混合物，负责抑制AT_1A受体信号的具体人参皂苷或其组合仍有待鉴定。