综述：青藤碱通过抑制α7nAChR依赖性的M1巨噬细胞极化及焦亡反应，减轻心肌梗死后的心室重构和心脏功能障碍

《International Immunopharmacology》：Sinomenine attenuates post-infarction ventricular remodeling and cardiac dysfunction by suppressing α7nAChR-dependent M1 macrophage polarization and pyroptosis

　　

摘要

研究目的

本研究旨在探讨青藤碱是否可通过α7烟碱型乙酰胆碱受体抑制M1巨噬细胞极化及焦亡反应，从而预防心肌梗死后的心室重构与心脏功能障碍。

研究方法

研究采用了小鼠心肌缺血再灌注模型、经缺氧/复氧处理的RAW264.7巨噬细胞以及原代巨噬细胞。在缺血再灌注及缺氧/复氧处理后24小时，检测了促炎细胞因子（TNF-α、IL-6）、M1标志物（CD86、iNOS）、M2标志物（CD206、Arg-1）、α7nAChR表达水平以及焦亡相关蛋白（NLRP3、裂解型caspase-1、GSDMD-N、成熟型IL-1β、成熟型IL-18）。通过qRT-PCR检测焦亡相关mRNA的表达水平。在缺血再灌注处理28天后，评估了心脏功能（左心室射血分数、左心室短缩分数）、左心室重量及心脏整体重量。同时使用选择性拮抗剂甲基乌头碱及特异性siRNA来验证α7nAChR在该过程中的作用。

研究结果

在缺血再灌注小鼠中，青藤碱可降低血清及心肌中的TNF-α和IL-6水平，上调心肌中的α7nAChR表达，同时减少CD68⁺CD86⁺及CD68⁺GSDMD-N⁺型心脏巨噬细胞的数量。处理28天后，青藤碱能提升LVEF和LVFS值，同时降低左心室重量及心脏整体重量。在经缺氧/复氧处理的RAW264.7细胞中，青藤碱可减少TNF-α和IL-6的释放，抑制M1标志物及焦亡相关蛋白的表达，提高细胞存活率，同时增加M2标志物及α7nAChR的表达水平。此外，青藤碱还能下调焦亡相关mRNA的表达。这些效应在原代巨噬细胞中同样得到验证，且所有效应均可通过抑制α7nAChR而消失。

研究结论

研究结果表明，青藤碱可通过α7nAChR依赖机制抑制M1巨噬细胞极化及焦亡反应，从而缓解心肌梗死后的心室重构与心脏功能障碍。因此，针对巨噬细胞上的α7nAChR可能为心肌梗死后心力衰竭提供新的免疫调节策略，青藤碱有望成为潜在的治疗候选药物。

引言

心肌梗死是全球范围内导致死亡和残疾的主要病因之一，其患病负担持续上升[1]、[2]。尽管通过经皮冠状动脉介入治疗及时恢复血流对挽救缺血心肌至关重要，但血流的恢复反而会引发额外的组织损伤，这一现象被称为心肌缺血再灌注损伤[MIRI][3]、[4]。MIRI会进一步恶化临床预后，导致心室逐步重构、心脏功能障碍持续加重，最终引发心力衰竭[5]、[6]。目前尚无经临床批准的药物能够直接针对MIRI的炎症机制，有效的干预手段也十分有限[7]、[8]。

从急性缺血损伤发展到慢性泵功能衰竭的过程涉及细胞死亡、炎症反应及组织修复等多种因素的复杂相互作用[9]。巨噬细胞在这一过程中起着核心作用[8]、[10]。在血流恢复后的数小时内，浸润到的单核细胞会向促炎型的M1表型转变，这类细胞会高表达分化群86蛋白（CD86）和诱导型一氧化氮合酶（iNOS），并大量分泌肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-6（IL-6）[11]。这些由M1细胞产生的细胞因子会激活心脏成纤维细胞，促进胶原蛋白沉积，推动细胞外基质重构，进而导致左心室扩张及间质纤维化[12]。与此同时，巨噬细胞还可能发生焦亡，这是一种由NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体介导的溶细胞性、促炎性的程序性细胞死亡形式[10]。NLRP3被激活后会招募前caspase-1，使其自切为活性形式的caspase-1，后者又会将气态凝集素D（GSDMD）切割成其N端片段GSDMD-N。GSDMD-N会形成膜孔，导致细胞裂解，并释放出成熟的IL-1β和IL-18[13]。这些成熟的细胞因子会进一步加剧炎症反应，直接刺激心脏成纤维细胞，持续推动纤维化进程及心肌收缩功能障碍的发展[14]、[15]。

α7烟碱型乙酰胆碱受体是胆碱能抗炎通路的核心组成部分[16]、[17]。该受体在免疫细胞，尤其是巨噬细胞上的激活，可抑制促炎细胞因子的产生，同时阻止NLRP3炎症小体的形成[18]。α7nAChR的激活可通过促使巨噬细胞向修复型表型转变，减轻MIRI的影响，促进心肌梗死后的组织愈合[19]。值得注意的是，已有研究表明，激活特定类型的心脏巨噬细胞上的α7nAChR可减缓心力衰竭的进展[20]。

青藤碱是一种从中药青风藤中提取的异喹啉类生物碱，因其具备抗炎和免疫调节作用，长期以来被用于治疗类风湿性关节炎和神经痛[21]。在脑、肝、肾的缺血再灌注损伤模型中，青藤碱也能通过减轻炎症反应和细胞凋亡发挥保护作用[22]、[23]、[24]。在我们之前的研究中发现，青藤碱可通过α7nAChR抑制线粒体氧化应激介导的PANoptosis和铁死亡，从而直接保护心肌细胞免受MIRI的损害[25]。通过合成激动剂药理激活α7nAChR，也可促进M2型巨噬细胞极化，改善心肌梗死后的心脏功能[26]。此外，还有研究显示青藤碱能在其他炎症性疾病中抑制M1巨噬细胞的焦亡反应[27]、[28]。然而，目前尚未有研究探讨青藤碱是否能够在MIRI背景下，通过α7nAChR依赖机制同时抑制M1巨噬细胞的极化及焦亡反应。

本研究旨在验证以下假设：青藤碱可通过α7nAChR抑制M1巨噬细胞极化及焦亡反应，从而减轻心肌梗死后的心室重构与心脏功能障碍。为此，我们利用小鼠MIRI模型，在缺血再灌注处理28天后检测心脏功能及心室重量；同时使用经缺氧/复氧处理的RAW264.7巨噬细胞，研究青藤碱对巨噬细胞表型及炎症小体活性的直接影响。我们的研究揭示了一种此前未被认识到的免疫调节机制——即同时抑制M1巨噬细胞的极化及焦亡反应——这一机制与青藤碱直接保护心肌细胞的作用相辅相成，为我们更全面地理解其对抗心肌梗死后心力衰竭的保护作用提供了依据。

章节摘录

试剂与抗体

青藤碱（HY-15122；纯度为99.84%；根据制造商的分析报告无内毒素）及柠檬酸甲基乌头碱（MLA；HY-N2332A）购自美国新泽西州的Med Chem Express公司。α7nAChR抗体（PA5–116644）以及Alexa Fluor Plus 488标记的二级抗体（A32731、A32723）购自美国加州的Invitrogen公司。抗TNF-α抗体（AF7014）来自美国的Affinity Biosciences公司。抗IL-6抗体（ab259341）、抗iNOS抗体（ab178945）、抗精氨酸酶-1抗体（Arg-1）则

青藤碱可降低小鼠MIRI模型及RAW 264.7细胞中促炎细胞因子的释放

为评估青藤碱在体内和体外的抗炎效果，我们首先检测了它抑制促炎细胞因子释放的能力。在小鼠MIRI模型中（见图1A），我们给小鼠预先给予不同剂量的青藤碱（15–60 mg/kg）。在缺血再灌注处理24小时后，青藤碱预处理可呈剂量依赖性地降低血清中的TNF-α和IL-6水平，其中60 mg/kg剂量下的效果最为显著（见图1C、D），因此我们选择该剂量用于后续的体内实验。

与此同时，RAW 264.7

讨论

本研究的主要发现是，青藤碱能够减轻心肌梗死后的心室重构，改善心脏功能，而这种保护作用与α7nAChR依赖性的M1巨噬细胞极化及焦亡反应抑制密切相关。在体外实验中，青藤碱可抑制巨噬细胞的M1极化，促进M2极化，同时抑制焦亡反应，这些效应在原代巨噬细胞中也能得到验证，且可通过抑制α7nAChR而消失。在体内实验中，青藤碱同样能抑制心脏巨噬细胞的M1极化及焦亡反应

结论

本研究表明，青藤碱可通过α7nAChR抑制M1巨噬细胞极化及焦亡反应，从而减轻心肌梗死后的心室重构与心脏功能障碍。结合我们之前发现的青藤碱可通过同一受体直接保护心肌细胞的结果，可知青藤碱可通过α7nAChR在不同类型的细胞上发挥双重作用——既具有直接的急性保护效应，又具有长期的免疫调节作用。这些发现为进一步评估青藤碱作为一种新型α7nAChR靶点天然产物在抑制巨噬细胞极化方面的应用价值提供了依据

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CRediT作者贡献说明

杨家荣：负责初稿撰写、数据可视化、方法设计及实验实施。程晨杰：负责实验实施、数据分析及数据整理。谭福琴：负责实验实施、数据分析及数据整理。余建光：负责论文审阅与编辑、项目监督、项目管理、资金申请以及研究概念的构思。

资助情况

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：82173812）以及上海胸科医院基础研究培育项目（项目编号：2020YNJCM08）的资助。

利益冲突声明

作者们声明存在以下可能被视为利益冲突的财务利益或个人关系：余建光表示曾获得国家自然科学基金的资金支持，同时也获得了上海胸科医院基础研究培育项目的资助。其他作者则声明不存在任何已知的可能构成利益冲突的财务利益或个人关系

Jia-Rong Yang|Chen-Jie Cheng|Fu-Qin Tan|Jian-Guang Yu

中国上海200030，上海交通大学医学院上海胸科医院药学部