乳酸杆菌通过减轻凋亡、炎症、氧化应激和铁死亡改善心肌缺血再灌注损伤

背景 心肌缺血/再灌注（I/R）损伤是急性心肌梗死（AMI）后的重要并发症，缺乏有效的治疗方法。肠道菌群在心肌I/R损伤过程中调节铁死亡的作用尚未得到充分探索。本研究旨在探讨乳酸杆菌对心肌I/R损伤的影响，并探索其潜在机制。 方法 本研究纳入了158例ST段抬高型心肌梗死（STEMI）患者进行前瞻性观察研究。评估了乳酸杆菌水平与心肌损伤标志物、炎症因子、氧化应激和铁死亡之间的相关性。此外，用乳酸杆菌或载体对照处理30只大鼠4周，然后进行心肌I/R手术。通过定量心肌凋亡、炎症、氧化应激和铁死亡来评估乳酸杆菌对I/R损伤的保护作用。此外，在体外验证了上述结果。通过敲低和过表达sirtuin 1（Sirt1）和核因子E2相关因子2（Nrf2）研究信号通路。 结果 在临床研究中，乳酸杆菌水平与心肌损伤标志物、炎症因子和丙二醛（MDA）显著负相关，但与谷胱甘肽（GSH）正相关。在大鼠中，乳酸杆菌降低了心肌损伤标志物水平，减小了心肌梗死面积，改善了心肌细胞排列紊乱，并改善了心脏功能。在体内和体外研究中，乳酸杆菌通过上调B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2），下调Bcl-2相关X蛋白（Bax）和caspase-3抑制心肌细胞凋亡。此外，乳酸杆菌降低了炎症因子、MDA、活性氧（ROS）水平，并增加了超氧化物歧化酶（SOD）活性。对于铁死亡，乳酸杆菌上调了谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）的表达，下调了酰基辅酶A合成酶长链家族成员4（ACSL4）和转铁蛋白受体蛋白1（TfR1）的表达。最后，体外敲低和过表达Sirt1和Nrf2表明，乳酸杆菌通过上调Sirt1/Nrf2/HO-1通路发挥其作用。 结论 我们的发现表明，乳酸杆菌通过Sirt1/Nrf2/HO-1信号轴抑制凋亡、炎症、氧化应激和铁死亡，从而保护心肌免受I/R损伤，提示了一种基于益生菌的新型治疗I/R损伤的潜力。