桂枝甘草汤通过干预微管乙酰化过程,保护心脏免受多柔比星引起的心脏毒性损伤

《Journal of Equine Veterinary Science》:Guizhi Gancao Decoction Protects Against Doxorubicin-induced Cardiotoxicity by Intervening in Microtubule Acetylation

【字体: 时间:2026年02月18日 来源:Journal of Equine Veterinary Science 1.6

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  评估了桂林甘菊汤(GGD)对多柔比星诱导心脏毒性(DIC)的疗效及机制,发现其通过抑制HDAC6、恢复α-微管乙酰化及稳定T管结构,改善钙 handling和心肌收缩功能。

  
本研究聚焦于传统中药复方桂枝甘草汤(GGD)对阿霉素诱导性心脏毒性的干预机制探索。该复方由肉桂干燥枝(12克)和甘草干燥根及茎(6克)按2:1比例配伍而成,是张仲景《伤寒论》记载的经典方剂,具有调节心阳虚证的作用。研究团队通过整合体内和体外实验模型,系统评估了GGD对阿霉素诱导性心脏毒性的治疗潜力及其作用机制。

在实验设计方面,研究团队构建了阿霉素诱导的小鼠模型和心肌细胞体外模型,通过对比GGD、地高辛和紫杉醇(微管稳定剂)的治疗效果,揭示了其多靶点作用机制。实验结果显示,GGD能显著改善阿霉素诱导的心脏功能障碍和心肌细胞萎缩,其作用机制涉及三个关键环节:

1. **微管动态调节**:GGD通过抑制HDAC6表达,恢复α-微管蛋白乙酰化水平,从而增强微管网络稳定性。这种稳定性对于维持心肌细胞机械支撑和细胞器定位至关重要,特别是在面对反复收缩应力时,乙酰化修饰能有效延缓微管疲劳和结构崩解。

2. **T管结构保护**:研究证实GGD能保持T管完整性,这为后续探讨钙离子调控机制奠定了基础。T管作为心肌细胞电信号传导的"高速公路",其结构的稳定性直接影响钙离子释放的精准性。

3. **钙离子稳态调控**:通过联合检测胞内钙离子浓度和肌丝收缩功能,研究发现GGD能显著改善阿霉素诱导的钙处理异常。具体表现为:JPH2蛋白与RyR2钙释放通道的分布恢复至正常水平,钙离子释放时序更趋精确,从而维持心脏收缩节律的稳定性。

值得注意的是,研究团队通过关键蛋白的抑制验证机制:使用HDAC6抑制剂管饱他汀(Tub A)能放大GGD的 cardioprotection效果,而ATAT1抑制剂CPTH2则完全抵消了GGD的心脏保护作用。这种双向验证机制为复方作用路径提供了有力证据。

研究同时揭示了复方配伍的科学内涵:肉桂中的挥发油成分(如肉桂醛)与甘草中的三萜类成分(如甘草酸)通过协同作用,既抑制HDAC6的过度活化,又促进ATAT1的活性恢复,这种双向调节机制有效维持了微管网络的动态平衡。研究还发现,该复方能显著提升心肌细胞线粒体膜电位,改善ATP合成效率,这与既往关于中药改善心肌能量代谢的研究相呼应。

在临床转化方面,研究团队制备了标准化颗粒剂(水分≤6%),并通过质谱分析鉴定出79种活性成分,其中肉桂醛、甘草酸和甘草次酸等成分的峰面积占比超过总成分的60%。这种高标准的制剂工艺确保了药物成分的稳定性和可重复性,为后续临床研究提供了物质基础。

研究局限性方面,作者特别指出需通过多批次样本验证成分稳定性,并建议后续采用基因编辑技术建立HDAC6敲除小鼠模型,以进一步验证该靶点的核心作用。此外,虽然已鉴定出关键活性成分,但具体起效的分子机制仍需通过蛋白质组学和代谢组学深度解析。

本研究的重要突破在于首次系统揭示了微管动态平衡在阿霉素心脏毒性中的枢纽作用,并建立了"乙酰化修饰-微管稳定性-钙离子调控"的三级保护机制模型。这种从细胞骨架角度切入心肌保护的研究思路,为传统中药复方现代化研究提供了新范式,特别是在微管相关蛋白(如HDAC6、SIRT2、ATAT1等)的调控网络方面具有重要启示。

后续研究建议在三个方面深化:其一,开展临床前药代动力学研究,明确GGD成分在心肌组织中的代谢动力学特征;其二,建立多维度评价体系,结合分子影像学技术实时观测微管网络动态变化;其三,探索复方与现有心脏保护药物的协同效应,如与地高辛联用可能产生的增强作用。这些研究方向的拓展将有助于推动该复方从实验室研究向临床应用转化。
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