蛋白质组学分析揭示人参皂苷Rb1通过抑制线粒体复合物I的ROS产生减轻心肌缺血/再灌注损伤

背景：线粒体复合物I的活性氧（ROS）爆发被认为是缺血/再灌注（I/R）损伤的关键原因。人参皂苷Rb1已被报道可保护心脏免受I/R损伤；然而，其潜在机制尚不清楚。本研究旨在探讨人参皂苷Rb1是否通过抑制线粒体复合物I的ROS产生来减轻心脏I/R损伤。方法：在体内实验中，小鼠给予人参皂苷Rb1后接受I/R损伤。使用线粒体靶向探针MitoB测定心脏中的线粒体ROS水平。线粒体蛋白用于TMT定量蛋白质组学分析。在体外实验中，成年小鼠心肌细胞用人参皂苷Rb1预处理，然后接受缺氧复氧损伤。分析线粒体ROS、NADH脱氢酶活性以及线粒体复合物I的构象变化。结果：人参皂苷Rb1降低了线粒体ROS的产生，减少了心肌梗死面积，保留了心脏功能，并限制了心脏纤维化。蛋白质组学分析显示，线粒体复合物I中的NADH脱氢酶亚基可能是人参皂苷Rb1调控的效应蛋白。人参皂苷Rb1抑制复合物I依赖的O2消耗和酶活性，但不抑制复合物II或IV依赖的O2消耗和酶活性。通过使用酵母NADH脱氢酶绕过复合物I，人参皂苷Rb1对线粒体I依赖性呼吸和再灌注诱导的ROS产生的抑制作用被解除。分子对接和表面等离子体共振实验表明，人参皂苷Rb1可能通过与ND3亚基结合，在再灌注时将线粒体复合物I捕获在脱活性状态，从而降低NADH脱氢酶活性。结论：抑制线粒体复合物I介导的ROS爆发阐明了人参皂苷Rb1减轻心脏I/R损伤的可能潜在机制。