桃红四物汤通过调控ATF4缓解高血压中高盐诱导的血管内皮细胞钙超载和铁死亡

Taohong Siwu Decoction alleviates high salt-induced calcium overload and ferroptosis in vascular endothelial cells in hypertension by regulating ATF4.

作者信息Lai Kwan Lam, Peng-Li Xu, Peng-Cheng Xie, Qiu-Er Liang, Ting Xie, Lee Yam Poon, Ya Xiao, Li-Guo Chen
PMID41019540
发布时间2025-09-11
DOI10.3389/fnut.2025.1647017

实验完整度

包含体内小鼠模型(WT与ATF4+/−)和体外HAECs实验,并进行了功能验证(血压、血管损伤标志物)和机制验证(钙超载、铁死亡相关蛋白和mRNA表达)。

主要模型

C57BL/6小鼠(高盐饮食诱导的高血压模型) ATF4+/−小鼠 人主动脉内皮细胞(HAECs)

重点核对

高盐饮食(8%)诱导8周,药物干预4周 HAECs高NaCl浓度155mM THSWD含药血清浓度2.5%和3.75% Fer-1(4μM)、BAPTA-AM(2.5μM)、NI(4μM)处理24小时 siATF4转染浓度30nM

摘要

背景:桃红四物汤(THSWD)是一种传统中药方剂,越来越多地用于高血压的临床管理。我们以前的研究表明,THSWD可缓解小鼠高盐诱导的高血压。本研究旨在进一步阐明THSWD治疗高血压的潜在机制。方法:在早期研究中,已使用UPLC-Q/TOF-MS鉴定了THSWD的化学成分。在本研究中,我们进行了体内和体外实验。ATF4+/−小鼠(KO)和C57BL/6小鼠(WT)被喂以高盐饮食,并给予或不给予THSWD治疗。人主动脉内皮细胞(HAECs)在高NaCl条件下培养,并给予或不给予ATF4抑制。测量血压、血管损伤、钙超载和铁死亡,以评估THSWD的保护作用。结果:在体内,高盐饮食导致高血压、血管壁增厚、血管损伤、钙超载和铁死亡,所有这些均可被THSWD和钙通道阻滞剂硝苯地平(NI)显著缓解。THSWD还降低了高盐诱导的ATF4过表达。在体外观察到类似的效果,其中THSWD、铁死亡抑制剂ferrostatin-1(Fer-1)、细胞内钙螯合剂BAPTA-AM和NI改善了由高NaCl引起的钙超载和铁死亡。这伴随着CaMK4、CACNA1C、IP3R、RyR2、GPX4、ACSL4和LPCAT3表达的降低。此外,与高盐饮食的ATF4+/−小鼠相比,接受THSWD治疗的ATF4+/−小鼠在血压降低、血管内皮功能改善以及钙超载和铁死亡抑制方面表现出更大的改善。在体外抑制ATF4或siATF4与THSWD共处理也恢复了异常的生物标志物水平(铁、钙、12-HETE、15-HETE、GSH、GSH/GSSG、MDA和LPO),并使钙超载和铁死亡相关标志物正常化。结论:THSWD有效降低血压,并保护高盐诱导的高血压中的血管损伤。其保护作用通过调节ATF4抑制钙超载和铁死亡来实现。

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
THSWD如何缓解高盐诱导的高血压及血管内皮损伤,其分子机制是否涉及ATF4介导的钙超载和铁死亡?
核心机制
THSWD通过下调ATF4,抑制钙超载相关蛋白(CaMK4、CACNA1C、IP3R、RyR2)和铁死亡相关蛋白(ACSL4、LPCAT3)的表达,并上调GPX4,从而减轻钙超载和铁死亡。
主要证据
体内实验显示THSWD降低高盐饮食小鼠血压,改善血管损伤,减少钙和铁死亡标志物;体外实验显示THSWD含药血清、Fer-1、BAPTA-AM和NI均改善HAECs的钙超载和铁死亡,且ATF4敲低或siATF4增强这些效应。
研究意义
THSWD可能作为治疗盐敏感性高血压的潜在策略,为高血压及其血管并发症的防治提供新的治疗思路。

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

建立高盐诱导高血压小鼠模型及THSWD干预

验证THSWD对高盐诱导高血压和血管损伤的保护作用。

C57BL/6小鼠随机分为正常饮食组、高盐饮食组、高盐饮食加低剂量THSWD组、高盐饮食加高剂量THSWD组和高盐饮食加硝苯地平组,ATF4+/−小鼠也进行类似分组。高盐饮食(8%)喂养8周诱导高血压,药物干预4周。

2

评估THSWD对血压和血管内皮功能的影响

检测THSWD对血压和血管内皮功能的改善作用。

测量小鼠血压、血清NO、ET-1、VEGF水平,并进行主动脉HE染色观察血管形态。

3

检测钙超载和铁死亡相关指标

探究THSWD对钙超载和铁死亡的抑制作用。

检测主动脉和HAECs中的钙、铁水平,铁死亡相关标志物(GSH、GSSG、12-HETE、15-HETE、MDA、LPO),以及钙通道相关蛋白(CaMK4、CACNA1C、IP3R、RyR2)和铁死亡相关蛋白(ACSL4、LPCAT3、GPX4)的表达。

4

体外验证THSWD含药血清对HAECs的作用

验证THSWD含药血清对高NaCl诱导的HAECs钙超载和铁死亡的抑制作用。

HAECs用高NaCl(155mM)处理,并给予THSWD含药血清(2.5%和3.75%)、Fer-1、BAPTA-AM或NI,检测钙水平、铁死亡标志物、ROS水平和相关蛋白表达。

5

ATF4基因敲除或敲低验证机制

验证ATF4在THSWD发挥保护作用中的关键性。

利用ATF4+/−小鼠和siATF4转染的HAECs,研究ATF4缺失对高盐诱导的钙超载和铁死亡的影响,以及与THSWD处理的关系。

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
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
胰蛋白酶(2.5% EDTA)Gibco--
氯化钠Sigma--
Ferrostatin-1MedChemExpress--
BAPTA-AMMedChemExpress--
硝苯地平MedChemExpress--
siATF4RiboBio--
RiboFect CP转染试剂盒RiboBioC10511-05
CCK-8试剂盒DojindoCK04
ROS荧光测定试剂盒ElabscienceE-BC-K138-F
Fluo-4钙检测试剂盒BeyotimeS1061S
TRIzol试剂TiangenDP424
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒ThermoK1622
2x SYBR Green qPCR预混液SelleckB21203
RIPA裂解液SolarbioR0010
BCA蛋白测定试剂盒BeyotimeP0011
SDS-PAGE凝胶试剂盒SolarbioP1200
PVDF膜MilliporeIPVH00010
BeyoECL Plus化学发光试剂BeyotimeP0018S
ATF4抗体CST11815S
CaMK4抗体CST4032S
CACNA1C抗体Abcamab84814
IP3R抗体CST8568S
RyR2抗体Abcamab302716
GPX4抗体CST59735S
ACSL4抗体Abcamab155282
LPCAT3抗体Abcamab232958
GAPDH抗体CST2118S
人主动脉内皮细胞Sciencell#6100
铁比色检测试剂盒AidishengADS-W-D007
钙微量板检测试剂盒MeimianS05312-1
NO ELISA试剂盒Jiangsu MeimianMM-0658M1
ET-1 ELISA试剂盒Jiangsu MeimianMM-0561M1
VEGF ELISA试剂盒Jiangsu MeimianMM-0128M1
12-HETE ELISA试剂盒MeimianMM-0695M1
15-HETE ELISA试剂盒MeimianMM-45461M1
MDA ELISA试剂盒MeimianMM-0897M1
LPO ELISA试剂盒MeimianMM-0716M1
GPX4 ELISA试剂盒MeimianMM-60353H1
人12-HETE ELISA试剂盒MeimianMM-51630H1
人15-HETE ELISA试剂盒MeimianMM-2037H1
人MDA ELISA试剂盒MeimianMM-1378H1
BP-2000血压分析系统Visitech System--
Nikon DS-U3显微镜Nikon--
透射电子显微镜Hitachi--
流式细胞仪Agilent technologies--
共聚焦激光显微镜Zeiss--
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
GraphPad Prism 8GraphPad Software--

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
动物模型与分组
动物品系:C57BL/6J和ATF4+/−小鼠;周龄:6-8周;性别:文中未明确说明;样本量:每组6只;高盐饮食:8%,喂养8周;药物干预:THSWD(低、高剂量)或硝苯地平,持续4周。
阅读提示:方法2.2节
细胞培养与处理
细胞系:HAECs(#6100);培养条件:DMEM+10%FBS+1%青霉素-链霉素,37°C,5% CO2;高NaCl浓度:155mM;THSWD含药血清浓度:2.5%和3.75%;处理时间:24小时。
阅读提示:方法2.3节
抑制剂处理
Fer-1浓度:4μM;BAPTA-AM浓度:2.5μM;硝苯地平浓度:4μM;处理时间:24小时。
阅读提示:方法2.3节
siRNA转染
siATF4浓度:30mM;转染试剂:RiboFect CP;转染时间:24小时。
阅读提示:方法2.12节
检测指标
血压测量(BP-2000系统);NO、ET-1、VEGF ELISA;钙、铁水平;铁死亡标志物(GSH、GSSG、12-HETE、15-HETE、MDA、LPO);ROS水平;蛋白和mRNA表达。
阅读提示:方法2.4-2.16节