传统中药黄芪

传统中药黄芪-丹参汤解锁心力衰竭新疗法！Phytomedicine：调节心包脂肪组织外泌体miR-27a-3p激活线粒体自噬

来源：100医药网 2024-12-27 10:48

黄芪-丹参汤可改善压力过载诱导的心力衰竭大鼠心脏功能、抑制心肌重塑，其机制与抑制衰竭心脏心包脂肪组织来源的细胞外囊泡中miR-27a-3p、激活AMPKα2介导的线粒体自噬、改善心肌细胞能量代谢有关。

是全球性的健康难题，发病率不断攀升，给患者的和医疗系统带来沉重负担。心包脂肪组织（pericardial adipose tissue, PAT）在心疾病中的作用日益受到关注，其分泌的细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）可能参与了心肌重塑和心力衰竭的发生发展，细胞外囊泡中的微小RNA（microRNA, miRNA）可以调节基因表达，影响细胞的生理功能。

传统中医认为，益气活血疗法在治疗心力衰竭方面具有一定的优势。此前研究发现，黄芪-丹参汤（Huangqi-Danshen decoction, HDD）具有抗心肌重塑和抗炎等功效，可能是通过调节AMPK信号通路发挥作用，但其具体机制尚不清楚。

近日，一项发表于Phytomedicine的研究"Huangqi-Danshen decoction improves heart failure by regulating pericardial adipose tissue derived extracellular vesicular miR-27a-3p to activate AMPK 2 mediated mitophagy"揭示了HDD在改善心力衰竭方面的新机制，即通过调节PAT衍生的EVs中的miR-27a-3p，激活AMPK 2介导的线粒体自噬，从而改善心肌细胞的能量代谢和心肌重塑。这一发现为心力衰竭的治疗提供了新的靶点和策略，也为传统中药在心治疗中的应用提供了科学依据。

实验方法与分组

研究人员首先通过TAC法诱导大鼠心力衰竭模型，随后将实验大鼠随机分为模型组、HDD低剂量组、HDD高剂量组、培哚普利组、假手术组PAT来源的EVs组（NC-EVs）、HF大鼠PAT来源的EVs组（HF-EVs）以及HDD+HF-EVs组。在实验过程中，运用超声心动图、组织病理学检查、分子生物学技术等手段，对大鼠的心脏功能、心肌重塑、细胞信号通路等多个方面进行了全面而深入的检测和分析。

实验结果分析

1. HDD对心脏功能和心肌重塑的影响

心脏功能指标改善：超声心动图结果显示，TAC手术导致大鼠的射血分数（EF）和缩短分数（FS）显著降低，左心室舒张末期内径（LVIDd）和左心室收缩末期内径（LVIDs）增加，而HDD和培哚普利的给药有效恢复了心脏功能。血清中脑钠肽（BNP）水平的变化也支持了这一结果，HDD治疗组的BNP水平降低，表明心脏功能得到改善。此外，心脏重量与胫骨长度的比值（HW/TL）也被用于量化心肌肥大程度，TAC显著增加了HW/TL比值，而HDD和培哚普利治疗显著降低了该比值。

心肌组织学变化：通过苏木精-伊红（H E）染色和Masson染色观察心肌组织形态学变化。H E染色显示TAC大鼠出现明显的心肌肥大、心肌细胞损伤、炎症浸润和心脏横截面面积增大，而HDD和培哚普利治疗后，心脏形态恢复正常，心肌细胞排列有序，炎症浸润减少。Masson染色表明TAC显著增加了心肌间质和血管周围纤维化，HDD治疗则减少了纤维化区域和胶原体积分数。

图1. HDD对HF大鼠心肌肥厚和心肌纤维化有抑制作用

2. HDD对炎症和线粒体自噬的影响

炎症因子水平变化：酶联吸附测定（ELISA）结果显示，压力过载使大鼠血清中肿瘤因子- （TNF- ）、白细胞介素-1 （IL-1 ）、白细胞介素-6（IL-6）和白细胞介素-18（IL-18）等炎症因子水平升高。来自正常PAT的EVs未加剧炎症，而来自HF大鼠PAT的EVs则使炎症恶化，HDD治疗部分逆转了这种炎症损伤。

氧化应激和线粒体自噬变化：二氢乙锭（DHE）染色发现压力过载显著刺激心肌组织中活性氧（ROS）的产生，正常PAT来源的EVs未进一步升高ROS水平，但HF大鼠PAT来源的EVs增加了ROS水平，HDD治疗显著降低了ROS水平。透射电镜（TEM）结果显示压力过载大鼠的线粒体肿胀、变形，嵴受损，HF大鼠PAT来源的EVs加剧了线粒体损伤，而HDD干预使受损线粒体被自噬体吞噬，表明线粒体自噬活性增加。免疫荧光双染色显示压力过载大鼠线粒体自噬标记物（LC3B和COXIV）的共定位荧光显著降低，HF大鼠PAT来源的EVs进一步降低了共定位水平，HDD治疗则提高了共定位水平。

图2. HDD通过激活被PAT衍生的EVs抑制的线粒体自噬来发挥抗炎作用

3. PAT来源的EVs的特性及相关机制研究

EVs的表征：从PAT中提取的EVs在透射电镜下观察到经典的小球状囊泡，纳米颗粒跟踪分析（NTA）显示其粒径分布在100-300nm之间，Westernblot检测到其表达TSG103和CD63，不表达Calnexin，表明提取的EVs具有典型的EVs特征，纯度高、质量合格，可用于后续实验。将PKH67标记的PAT来源的EVs与H9c2心肌细胞共培养6小时后，在激光共聚焦显微镜下观察到EVs被心肌细胞摄取。

miRNA测序与分析：高通量测序筛选出HF大鼠PAT来源的EVs中42个差异表达miRNAs（DEMs），与假手术组相比，有19个上调和23个下调。GO和KEGG分析发现DEMs富集于AMPK等信号通路。通过分析和实验验证，确定miR-27a-3p为关键miRNA，其在HF大鼠PAT来源的EVs中高度表达，且靶向结合PRKAA2（AMPK 2）。

HDD对心肌细胞能量代谢和线粒体自噬的调节机制：在体外细胞实验中，使用血管紧张素II（AngII）诱导H9c2心肌细胞肥大模型，发现HDD在一定浓度范围内对细胞无毒性。PCR结果显示AngII显著升高miR-27a-3p表达，转染miR-27a-3pmimics进一步升高其水平，而HDD干预显著抑制了miR-27a-3p表达。流式细胞术显示HDD抑制了miR-27a-3pmimics诱导的细胞凋亡。此外，HDD还能改善AngII诱导的心肌细胞能量代谢紊乱，增加脂肪酸摄取和ATP生成，降低乳酸产生。机制研究表明，miR-27a-3p过表达降低了AMPK 2和线粒体自噬相关基因（PINK1、Parkin、LC3B）的mRNA水平，增加了p62mRNA水平，HDD干预可逆转这些变化。蛋白-蛋白对接和Westernblot分析证实AMPK 2与PINK1结合，HDD通过激活AMPK 2/PINK1/Parkin信号通路，促进线粒体自噬，保护心肌细胞免受损伤。

图3. HDD抑制PAT来源的外泌体miR-27a-3p以改善心肌细胞的能量代谢

总结

综上所述，本研究表明HDD通过抑制心力衰竭大鼠PAT来源的外泌体miR-27a-3p，激活AMPK 2介导的线粒体自噬，改善心肌细胞能量代谢和心肌重塑，发挥抗炎和抗心力衰竭的作用。这一研究成果为黄芪-丹参汤在心力衰竭治疗中的应用提供了坚实的科学依据，也为中医药治疗心血管疾病开辟了新的思路和方向。未来，还需要进一步深入研究其作用机制，优化药物配方和治疗方案，为心力衰竭患者带来更多的希望和福祉。（100yiyao.com）

参考文献：

Chen Z, Zhang M, Xu Q, et al. Huangqi-Danshen decoction improves heart failure by regulating pericardial adipose tissue derived extracellular vesicular miR-27a-3p to activate AMPK 2 mediated mitophagy.Phytomedicine. 2024;135:156187. doi:10.1016/j.phymed.2024.156187

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