稳心颗粒通过AMPK/SIRT1/PGC-1α通路调节能量代谢并改善Cx43

Wenxin Keli regulates energy metabolism and improves Cx43 via the AMPK/SIRT1/PGC-1α pathway.

作者信息Xiyuan Cui, Lixia Lou, Bo Nie, Yizhou Zhao, Jiuli Zhao, Ding Yang, Zhe Wang, Shaoqing Zheng, Aiming Wu
PMID40994651
发布时间2025-09-09
DOI10.3389/fphar.2025.1624595

实验完整度

研究包含体内动物模型(MI后心衰大鼠)、功能检测(超声、VF阈值)和分子机制验证(WB、ELISA),但缺乏基因敲除/过表达等直接因果验证。

主要模型

心肌梗死后心力衰竭大鼠模型(左前降支结扎)

重点核对

动物品系及来源:雄性SPF级SD大鼠,体重(210±20)g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司 模型建立:左前降支冠状动脉结扎,术后心电图出现病理性Q波确认模型成功 给药剂量:稳心颗粒低剂量组(大鼠)未明确说明具体剂量,高剂量组2.7g/kg,曲美他嗪组10mg/kg,灌胃给药4周 检测时间点:术后4周评估心脏功能、能量代谢、蛋白表达和VF阈值

摘要

背景:近年来的研究强调了靶向心力衰竭(HF)中的能量代谢重塑作为一个关键治疗途径的重要性。心力衰竭发生后,能量代谢失调诱导多种不良反应,例如心肌梗死后(MI)心力衰竭大鼠中连接蛋白43(Cx43)表达降低,这是一种间隙连接蛋白,需要大量ATP进行磷酸化修饰。在本研究中,我们报告稳心颗粒(又称稳心冲剂),一种临床上用于预防和治疗心力衰竭相关心律失常的中成药,通过激活AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路来调节能量代谢并改善Cx43功能。然而,心力衰竭后的病理改变是复杂的,稳心颗粒发挥其对心力衰竭治疗作用的潜在机制仍有待进一步阐明。方法:通过左前降支冠状动脉结扎建立心肌梗死后心力衰竭大鼠模型。4周后使用超声心动图、HE和Masson三色染色评估心脏功能。采用ELISA检测能量代谢相关指标,WB分析用于量化包括SIRT1、PGC-1α和Cx43在内的蛋白质表达水平。进一步利用IHC评估组织切片中Cx43蛋白含量。诱导心室颤动(VF)以确定VF阈值,从而提供对心律失常易感性的见解。结果:稳心颗粒通过激活AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路增强心肌梗死后心力衰竭大鼠的能量代谢并改善Cx43功能。具体来说,稳心颗粒刺激SIRT1/PGC-1α轴,促进PGC-1α与PPARs和ERRs的相互作用。这种双重机制解决了心力衰竭后脂肪酸氧化和葡萄糖利用的联合损伤,恢复线粒体氧化磷酸化,并通过TCA循环增加ATP产生。此外,稳心颗粒通过上调AMPK磷酸化来增强SIRT1对PGC-1α的正调节作用,从而进一步激活AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路并形成正反馈环路。结论:稳心颗粒在保护Cx43的同时,对心肌梗死后心力衰竭中的能量代谢紊乱表现出多靶点调节。其核心机制是激活AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路及其下游调控网络。关键词:PGC-1α, SIRT1, 稳心颗粒, 心力衰竭, 能量代谢, 连接蛋白43

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
稳心颗粒是否通过调节能量代谢来改善心肌梗死后心力衰竭大鼠的Cx43功能及其潜在机制?
核心机制
稳心颗粒通过激活AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路,促进PGC-1α与PPARs和ERRs的相互作用,调节脂肪酸氧化和葡萄糖利用,恢复线粒体氧化磷酸化和ATP产生,从而改善Cx43磷酸化。
主要证据
在心肌梗死后心力衰竭大鼠模型中,稳心颗粒上调AMPK磷酸化、SIRT1、PGC-1α、PPARs/ERRs、CD36/CPT-1α/GLUT4、PDH并降低PDK/PFK,改善能量代谢和线粒体复合物活性,提高Cx43和p-Cx43(S282)表达及VF阈值。
研究意义
该研究揭示了稳心颗粒治疗心力衰竭的新机制,为心力衰竭后心律失常的防治提供了理论依据,但缺乏基因敲除/过表达实验的直接验证。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立心肌梗死后心力衰竭大鼠模型

模拟心肌梗死后心力衰竭的病理状态

通过左前降支冠状动脉结扎建立MI后心衰模型,假手术组仅穿线不结扎。术后24小时心电图出现病理性Q波确认模型成功。

2

药物干预

评估稳心颗粒不同剂量和阳性对照药曲美他嗪对心衰大鼠的作用

术后24小时开始灌胃给药,持续4周,分组为假手术组、模型组、稳心颗粒低剂量组、稳心颗粒高剂量组(2.7g/kg)和曲美他嗪组(10mg/kg)。

3

心脏功能和组织学评估

验证模型建立并评估药物对心脏功能和结构的影响

通过超声心动图测量LVEF、LVFS等参数;HE染色观察心肌形态;Masson染色评估胶原沉积;ELISA检测NT-proBNP水平。

4

能量代谢指标检测

评估心肌能量代谢状态和线粒体氧化磷酸化功能

ELISA检测ATP、AMP、ADP水平及线粒体呼吸链复合物I、II、IV、V活性;WB检测ATP5D表达。

5

信号通路蛋白表达分析

验证AMPK/SIRT1/PGC-1α通路及相关下游因子的表达变化

WB检测p-AMPK、AMPK、SIRT1、PGC-1α、PPARα/δ、ERRα/γ等蛋白表达。

6

脂肪酸代谢和葡萄糖利用相关蛋白检测

评估脂肪酸氧化和葡萄糖代谢相关蛋白的变化

WB检测CD36、CPT-1α、GLUT4、PDH、PDK和PFK表达。

7

电生理功能评估

评估心律失常易感性

使用BL-420生物功能系统诱导心室颤动,测定VF阈值。

8

Cx43表达和定位检测

评估Cx43蛋白表达和磷酸化水平及其与能量代谢的关系

WB和IHC检测Cx43及p-Cx43(S282)表达和分布。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
利多卡因----
青霉素钠----
呼吸机----
胸撑开器----
聚维酮碘----
二甲苯----
乙醇----
ATP试剂盒Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd.YJ582034
ADP试剂盒Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd.YJ594033
AMP试剂盒Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd.YJ539432
线粒体呼吸链复合物I试剂盒Beijing Dongge Boye Biotechnology Co., Ltd.DG21009D-96T
线粒体呼吸链复合物II试剂盒Beijing Dongge Boye Biotechnology Co., Ltd.DG21011D-96T
线粒体呼吸链复合物IV试剂盒Beijing Dongge Boye Biotechnology Co., Ltd.DG21054D-96T
线粒体呼吸链复合物V试剂盒Beijing Dongge Boye Biotechnology Co., Ltd.DG21056D-96T
大鼠NT-proBNP ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R3023-96T
SDS-PAGE试剂盒(7.5%)----
PVDF膜----
ECL化学发光----
CD36抗体CST28109
PFK抗体CST13123
PDK抗体CST3062
GLUT4抗体CST2213
PPARδ抗体CST74076
ERRα抗体CST13826
PDH抗体CST3205
p-AMPK抗体CST2535
CPT-1α抗体Abcamab234111
PPARα抗体Abcamab24509
Cx43抗体Abcamab11370
SIRT1抗体Abcamab110304
AMPK抗体Abcamab32047
p-Cx43(S282)抗体AffinityAF8230
PGC-1α抗体AffinityAF5395
ERRγ抗体Prointech14017-1-AP
ATP5D抗体Prointech14893-1-AP

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
大鼠品系、体重、性别、来源、麻醉剂量、手术结扎位置
阅读提示:Methods 2.1 Animal experiment
药物干预
稳心颗粒和曲美他嗪的剂量、给药方式、给药持续时间
阅读提示:Methods 2.1 Animal experiment
心脏功能评估
超声心动图参数、HE和Masson染色方法、NT-proBNP检测方法
阅读提示:Methods 2.2, 2.3, 2.5
能量代谢检测
ATP/AMP/ADP检测试剂盒、线粒体复合物活性检测方法、ATP5D蛋白表达
阅读提示:Methods 2.5, 2.7
通路蛋白分析
抗体来源和货号、WB实验条件
阅读提示:Methods 2.7 Western blot
电生理检测
VF阈值测定方法和参数
阅读提示:Methods 2.4 Ventricular fibrillation threshold