褐藻多糖硫酸酯调控Hmox1介导的铁死亡改善糖尿病心肌病心肌损伤的作用和机制

作     者：蔡玉丰 胡巍 万毅刚 涂玥 刘思逸 刘文杰 潘刘云馨 吴可佳 CAI Yu-feng;HU Wei;WAN Yi-gang;TU Yue;LIU Si-yi;LIU Wen-jie;PAN Liu-yun-xin;WU Ke-jia

作者机构：南京中医药大学鼓楼临床医学院中医科 南京大学医学院附属鼓楼医院药学部 南京大学医学院附属鼓楼医院中医科 南京中医药大学针灸推拿学院·养生康复学院 江苏省中医药健康养生技术工程研究中心 南京市江宁区东山街道上坊社区卫生服务中心中医科 

出 版 物：《中国中药杂志》 (China Journal of Chinese Materia Medica)

年 卷 期：2025年第50卷第9期

页      面：2461-2471页

核心收录：

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(82374364,82174472) 江苏省自然科学基金面上项目(BK20231123,BK20211298) 江苏省中医药科技发展计划项目(MS2021037) 江苏省中医药领军人才培养项目(SLJ0301) 南京中医药大学自然科学基金项目(XZR2021087) 南京市名中医专家工作室建设项目 南京市中医药科技专项(ZYYB202201) 南京鼓楼医院中西医协同特色技术发展项目(CZXM2022098) 

主　　题：褐藻多糖硫酸酯 糖尿病心肌病 铁死亡 Hmox1 网络药理学 

摘      要：通过体内外实验和网络药理学探究褐藻多糖硫酸酯（FPS）调控血红素加氧酶1（Hmox1）介导的铁死亡改善糖尿病心肌病（DCM）心肌损伤的作用及其潜在分子机制。体内研究采用“高脂饲料喂养+2次小剂量链脲佐菌素（STZ）腹腔注射联合措施建立DCM大鼠模型，随机分为正常组、模型组、FPS组和达格列净（Dapa）组。在体外研究中，采用高糖（HG）诱导大鼠心肌细胞（H9c2细胞）建立细胞模型，以Hmox1抑制剂锌原卟啉（ZnPP）作为阳性对照。采用全自动生化分析仪测定血糖（BG）、血清谷草转氨酶（AST）、血清乳酸脱氢酶（LDH）、血清肌酸激酶同工酶（CK-MB）水平；采用心脏彩色多普勒超声仪分析大鼠心功能，包括射血分数（EF）和缩短分数（FS）;采用心肌组织病理染色观察心肌组织形态及心肌纤维化特征；采用DCFH-DA荧光探针检测心肌组织活性氧（ROS）水平；采用特定试剂盒检测血清脑钠肽（BNP）水平、心肌组织亚铁离子(Fe2+)和丙二醛（MDA）水平；采用蛋白免疫印迹（WB）检测肌球蛋白重链7B（MYH7B）、A型利钠肽（NPPA）、Ⅰ型胶原蛋白（Col-Ⅰ）、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、重肽铁蛋白1（FTH1）、溶质载体系列7成员11（SLC7A11）、谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）、4-羟基壬烯醇（4-HNE）、Hmox1表达水平；采用免疫组织化学染色检测Hmox1蛋白表达特征；采用FerroOrange荧光探针和Highly Sensitive DCFH-DA荧光探针检测细胞内Fe2+和ROS含量；采用透射电子显微镜观察细胞线粒体形态变化。在网络药理学研究中，采用PubChem数据库和PharmMapper平台预测筛选FPS作用靶点；采用OMIM数据库、GeneCards数据库和DisGeNET数据库整合DCM相关靶点；采用FerrDb数据库获取铁死亡相关靶点；采用STRING 11.0数据库针对三者交集靶点构建蛋白-蛋白互作网络；采用Cytoscape 3.9.0软件筛选核心靶点；采用AutoDock平台和PyMOL 2.5软件进行分子对接。体内研究结果显示，对于DCM模型鼠，FPS明显降低AST、LDH、CK-MB和BNP水平，改善心功能，下调心肌损伤蛋白（MYH7B、NPPA、Col-Ⅰ、α-SMA）表达水平，改善心肌肥大和心肌纤维化的病理特征，降低心肌组织中Fe2+、ROS和MDA水平；此外，还不同程度地调节心肌组织中铁死亡标志性蛋白（Hmox1、FTH1、SLC7A11、GPX4、4-HNE）表达水平。网络药理学研究结果显示，FPS潜在靶点313个，DCM靶点1 125个，“FPS-DCM-铁死亡靶点（FerrDb）共同靶点14个，其中关键靶点为Hmox1;FPS与Hmox1有较高的对接活性。体外研究结果显示，对于心肌细胞模型，FPS恢复铁死亡相关蛋白的表达水平；降低Fe2+和ROS水平；改善线粒体结构损伤程度。总之，FPS能够改善DCM心肌损伤，其相关机制可能与FPS调控Hmox1进而抑制铁死亡有关；该研究为FPS治疗DCM心肌损伤提供了药理学证据。