参附注射液通过Akt/GSK-3β/Nrf2通路介导铁死亡在阳虚慢性心力衰竭中的作用研究

Study on the role of Shenfu injection in mediating ferroptosis through the Akt/GSK-3β/Nrf2 pathway in yang-deficient chronic heart failure.

作者信息Xiaojie Chen, Jiayun Guo, Bing Lin, Huamin Wang, Ziyu Lu, Bayi Liu
PMID41496854
发布时间2025-06-11
DOI10.55730/1300-0152.2777

实验完整度

包含体内动物模型(腹主动脉缩窄诱导阳虚CHF大鼠)、功能验证(超声、病理、凋亡)、分子机制验证(Western blot、RT-qPCR、ELISA)及通路抑制剂回补实验,证据层级独立。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠阳虚慢性心力衰竭模型 腹主动脉缩窄联合低温诱导的阳虚CHF模型 SD大鼠心肌组织

重点核对

SD大鼠(雄性,2-3月龄,230-250g) 阳虚CHF建模:腹主动脉缩窄至60-70%直径,后置于-2至-4°C每天2小时,持续4周 分组:对照组、模型组、参附注射液低/中/高剂量组(4、8、16 mL/kg腹腔注射)、高剂量+LY294002组(0.5 mg/kg每周尾静脉注射)、阳性对照组(卡托普利13.5 mg/kg灌胃) 检测:LVEF≤45%确认模型成功,ELISA检测NT-proBNP、cTnI、铁死亡指标,RT-qPCR、Western blot、免疫组化检测通路蛋白

摘要

背景/目的:本研究探讨参附注射液在阳虚慢性心力衰竭(CHF)治疗中的作用。材料与方法:通过腹主动脉缩窄法建立阳虚CHF大鼠模型。采用超声心动图检测心功能变化,使用ELISA试剂盒检测血清N末端B型利钠肽前体(NT-proBNP)、心肌肌钙蛋白I(cTnI)及铁死亡相关因子。通过苏木精-伊红(HE)和Masson三色染色观察心脏组织病理变化,TUNEL染色检测心肌细胞凋亡,二氢乙啶(DHE)染色检测活性氧(ROS)产生。通过RT-qPCR分析心脏组织中核因子E2相关因子2(Nrf2)、环氧合酶2(Ptgs2)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、溶质载体家族3成员2(SLC3A2)、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)和酰基辅酶A合成酶长链家族成员4(ACSL4)的表达。通过免疫组织化学检测组织中磷酸化Akt(p-Akt)、磷酸化GSK-3β(p-GSK-3β)和Nrf2的表达。通过Western blot检测Akt/GSK-3β/Nrf2通路蛋白表达。将Akt/GSK-3β/Nrf2通路抑制剂LY294002应用于给予参附注射液的大鼠。结果:参附注射液降低CHF大鼠的左心室舒张末期内径和左心室收缩末期内径,升高左心室射血分数和左心室短轴缩短率。治疗降低NT-proBNP和cTnI水平,同时改善心脏组织病理损伤。治疗还降低血清MDA、ACSL4和Fe2+,升高GSH、GPX4、SOD和SLC3A2;增加心脏组织中GPX4、SLC7A11和SLC3A2 mRNA,降低Ptgs2和ACSL4 mRNA。参附注射液还激活Akt/GSK-3β/Nrf2信号通路,而LY294002减弱了治疗对心脏组织损伤的治疗效果。结论:参附注射液激活Akt/GSK-3β/Nrf2通路,预防阳虚CHF中的心肌损伤和铁死亡。关键词:参附注射液,阳虚慢性心力衰竭,Akt/GSK-3β/Nrf2通路,铁死亡

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
参附注射液是否通过介导铁死亡改善阳虚慢性心力衰竭大鼠的心肌损伤,并探究其与Akt/GSK-3β/Nrf2通路的关系。
核心机制
参附注射液激活Akt/GSK-3β/Nrf2信号通路,上调Nrf2及其下游抗氧化/铁死亡抑制因子(GPX4、SLC7A11、SLC3A2),降低促铁死亡因子(Ptgs2、ACSL4),从而抑制心肌细胞铁死亡,减轻心肌损伤。
主要证据
在腹主动脉缩窄联合低温诱导的阳虚CHF大鼠模型中,参附注射液改善心功能(LVEDD、LVESD降低,LVEF、LVFS升高),降低NT-proBNP、cTnI,减少氧化应激和铁死亡标志物(ROS、MDA、Fe2+降低,GSH、SOD、GPX4、SLC3A2升高),上调Nrf2通路蛋白表达;LY294002逆转上述效应,证实通路参与。
研究意义
揭示参附注射液通过Akt/GSK-3β/Nrf2通路抑制铁死亡,为阳虚CHF的新型临床治疗策略开发提供理论依据。

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

建立阳虚CHF大鼠模型

建立稳定的阳虚慢性心力衰竭动物模型,用于评估参附注射液的疗效和机制。

对SD大鼠行腹主动脉缩窄术,术后低温暴露诱导阳虚,通过超声确认LVEF≤45%为CHF模型成功,并通过症状和病理观察确认阳虚。

2

药物干预与分组

比较不同剂量参附注射液及通路抑制剂对模型大鼠的影响,验证治疗效果和机制。

分组给予参附注射液(低、中、高剂量)、LY294002联合高剂量、阳性对照卡托普利,连续给药4周。

3

心功能与病理评估

评估参附注射液对心功能和心肌组织损伤的影响。

超声心动图检测LVEDD、LVESD、LVEF、LVFS;ELISA检测血清NT-proBNP、cTnI;HE和Masson染色观察心肌组织病理和纤维化;TUNEL染色检测心肌细胞凋亡。

4

铁死亡指标检测

评估参附注射液对心肌铁死亡的影响。

DHE染色检测ROS;ELISA检测血清GSH、MDA、GPX4、SOD、ACSL4、SLC3A2、Fe2+;RT-qPCR检测Nrf2、Ptgs2、GPX4、SLC3A2、SLC7A11、ACSL4 mRNA。

5

通路蛋白检测与验证

验证参附注射液对Akt/GSK-3β/Nrf2通路的激活作用,并使用抑制剂确认机制。

Western blot和免疫组化检测p-Akt、p-GSK-3β和Nrf2表达;使用LY294002抑制通路,观察其对参附注射液疗效的影响。

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
HE染色试剂盒Servicebio--
Masson染色试剂盒Solarbio--
TUNEL反应液Servicebio--
DAB显色液ZSGB-BIO--
二氢乙啶Sigma-Aldrich--
NT-proBNP检测试剂盒Ruixin BiotechRX302959R
cTnI检测试剂盒Coibio-BioCB11507-Ra
GSH检测试剂盒Coibio-BioCB10393-Ra
MDA检测试剂盒Coibio-BioCB10238-Ra
GPX4检测试剂盒Ruixin BiotechRX300558R
SOD检测试剂盒Coibio-BioCB10258-Ra
ACSL4检测试剂盒Coibio-BioCB12906-Ra
SLC3A2检测试剂盒SHFKSCF21604-A
Fe2+检测试剂盒ElabscienceE-BC-K772-M2
TRIzol试剂Invitrogen--
Goldenstar RT6 cDNA合成试剂盒Ver. 2Tsingke Biotechnology--
2×T5 Fast qPCR Mix试剂盒Tsingke Biotechnology--
BIO-RAD iQ5实时荧光定量PCR系统BIO-RAD--
抗p-AKT抗体Cell Signaling Technology4060
抗p-GSK-3β抗体Cell Signaling Technology9323
抗Nrf2抗体affinityDF8023
山羊抗兔二抗ZEN-BIOSCIENCE511203
DAPIBeyotime--
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
聚偏二氟乙烯膜EMD Millipore--
抗AKT抗体Cell Signaling Technology9272
抗GSK-3β抗体Cell Signaling Technology12456
ECL化学发光试剂盒EMD Millipore--
Mshot MF53倒置显微镜Microshot--

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、性别、年龄、体重;腹主动脉缩窄程度;低温诱导时间;模型成功标准(LVEF≤45%)
阅读提示:Materials and methods 2.2 CHF建模
药物干预
参附注射液剂量(4、8、16 mL/kg);给药途径(腹腔注射);给药频率(每日一次,持续4周);LY294002剂量(0.5 mg/kg)、途径(尾静脉)、频率(每周一次);卡托普利剂量(13.5 mg/kg)、途径(灌胃)
阅读提示:Materials and methods 2.2 CHF建模
心功能检测
麻醉药物(1%戊巴比妥钠50 mg/kg);超声心动图参数(LVEDD、LVESD、LVEF、LVFS)
阅读提示:Materials and methods 2.3 ECG
铁死亡指标检测
血清GSH、MDA、GPX4、SOD、ACSL4、SLC3A2、Fe2+的ELISA试剂盒品牌及货号;ROS检测的DHE浓度及孵育条件
阅读提示:Materials and methods 2.7 ROS检测, 2.8 ELISA和Fe2+检测
通路蛋白检测
Western blot和免疫组化所用抗体品牌、货号;LY294002抑制效果的验证方法
阅读提示:Materials and methods 2.10 免疫组化, 2.11 Western blot