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心血管系統(tǒng)像一條默默工作的河流,一旦河床老化,洪災(zāi)與干涸便接踵而至。臨床流行病學(xué)提示,到2050年全球心血管?。–VD)患病率將上升90%,死亡風(fēng)險(xiǎn)增加73%,而“心臟衰老”正是這條河流床基松動(dòng)的主因。所謂心臟衰老,并非簡(jiǎn)單的“年齡+1”,而是心肌細(xì)胞線粒體效率下降、氧化應(yīng)激升高、端粒磨損、慢性低度炎癥(inflammaging)及衰老相關(guān)分泌表型(SASP)共同驅(qū)動(dòng)的多維退變。目前尚無獲批的“延壽型”心臟保護(hù)藥,而傳統(tǒng)“補(bǔ)氣活血”名方——補(bǔ)陽還五湯(BYHWD)在腦血管病領(lǐng)域已屢建奇功,其對(duì)“心”之作用卻缺少系統(tǒng)闡釋。近日,廣東藥科大學(xué)段曉東、王毅、張麗與北京師范大學(xué)舒遵鵬團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在《Journal of Ethnopharmacology》發(fā)表長(zhǎng)文,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、代謝組學(xué)、分子對(duì)接及體內(nèi)外實(shí)驗(yàn),首次揭示BYHWD可通過“調(diào)控能量-氨基酸網(wǎng)絡(luò)”并“抑制CaM/CaMKII/MAPK炎癥軸”顯著延緩D-半乳糖(D-gal)誘導(dǎo)的大鼠心臟衰老,為中醫(yī)藥抗衰老研究提供了可重復(fù)、可驗(yàn)證、可轉(zhuǎn)化的范式。BYHWD有效延緩D-半乳糖誘導(dǎo)的大鼠心臟衰老 研究采用4周齡SPF級(jí)SD雄性大鼠,連續(xù)9周腹腔注射D-gal 300 mg·kg?1構(gòu)建衰老模型,自第5周起分別灌胃BYHWD低、中、高劑量(6.4、12.9、25.7 g·kg?1)及陽性對(duì)照白藜蘆醇80 mg·kg?1。血清生化與組織學(xué)評(píng)估顯示,D-gal組LDH、CK-MB顯著升高,心肌纖維排列紊亂、斷裂伴炎性浸潤(rùn),Masson染色膠原容積分?jǐn)?shù)升高2.1倍,TUNEL陽性細(xì)胞增加3.8倍;而BYHWD高劑量幾乎將上述損傷指標(biāo)拉回基線。RT-qPCR表明,BYHWD呈劑量依賴地下調(diào)心臟IL-1β、IL-6、TNF-α mRNA水平;Western blot進(jìn)一步證實(shí)衰老標(biāo)志蛋白p16、p21、p53表達(dá)被顯著抑制。簡(jiǎn)言之,在整體動(dòng)物層面,BYHWD不僅“保結(jié)構(gòu)”,而且“控炎癥”“減凋亡”“抑衰老”,首次直接證明了其抗心臟衰老的效力。圖2 BYHWD有效延緩D-半乳糖誘導(dǎo)的大鼠心臟衰老 BYHWD恢復(fù)衰老大鼠心臟中D-半乳糖誘導(dǎo)的代謝紊亂衰老的心臟亦是一臺(tái)“代謝紊亂的發(fā)動(dòng)機(jī)”。作者利用1H-NMR非靶向代謝組學(xué)對(duì)心肌組織進(jìn)行掃描,共鑒定30種差異代謝物。與對(duì)照組相比,D-gal組呈現(xiàn)“三升五降”的代謝指紋:乳酸、丙氨酸、賴氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸顯著堆積,而亮氨酸、色氨酸、丙酮酸、膽堿、甜菜堿、甘氨酸明顯耗竭,提示糖酵解亢進(jìn)、TCA循環(huán)受抑、氨基酸庫(kù)失衡。BYHWD高劑量干預(yù)后,上述代謝物水平完全逆轉(zhuǎn),PLS-DA得分圖亦顯示其代謝譜向?qū)φ战M靠攏。MetaboAnalyst通路富集指出,BYHWD主要調(diào)控“丙酮酸-檸檬酸循環(huán)”“甘氨酸-絲氨酸-蘇氨酸代謝”“丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸穿梭”等5條能量-氨基酸共享通路。關(guān)聯(lián)熱圖更揭示,乳酸、谷氨酸與炎癥/衰老因子呈正相關(guān),而甜菜堿、甘氨酸、丙酮酸與后者負(fù)相關(guān);BYHWD通過雙向校正這些“炎癥代謝物”,重塑心肌能量網(wǎng)絡(luò),從而間接削弱SASP信號(hào)的代謝基礎(chǔ)。圖3 BYHWD恢復(fù)衰老大鼠心臟中D-半乳糖誘導(dǎo)的代謝紊亂 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測(cè)BYHWD延緩心臟衰老的潛在靶點(diǎn)與機(jī)制為闡釋“復(fù)方-多成分-多靶點(diǎn)-多通路”特征,研究者整合SwissADME、GeneCards、DisGeNET、OMIM及STRING數(shù)據(jù)庫(kù),構(gòu)建“草藥-活性成分-交集靶點(diǎn)-疾病”網(wǎng)絡(luò)。前期LC-MS/MS已鎖定BYHWD中29種入血成分,經(jīng)口服生物利用度(OB)與類藥性(DL)篩選后獲22個(gè)潛在活性分子,再與648個(gè)心臟衰老相關(guān)基因映射,得到141個(gè)共享靶點(diǎn)。拓?fù)浞治鎏崾?,槲皮素、阿魏酸、芒柄花素、川芎?nèi)酯H等度值最高;PPI網(wǎng)絡(luò)核心由TNF、ALB、EGFR、AKT1、MAPK1、IL-6等“炎癥-衰老樞紐”組成。GO與KEGG聯(lián)合富集發(fā)現(xiàn),BYHWD顯著調(diào)控“MAPK級(jí)聯(lián)”“鈣信號(hào)”“TNF信號(hào)”“FoxO長(zhǎng)壽通路”等條目,提示其抗心臟衰老機(jī)制與免疫-炎癥微調(diào)密切相關(guān),并首次將“CaM/CaMKII/MAPK軸”推至前臺(tái)。圖4 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測(cè)BYHWD延緩心臟衰老的潛在靶點(diǎn)與機(jī)制 在“成分-靶點(diǎn)”可靠性驗(yàn)證環(huán)節(jié),作者選取度值前三的關(guān)鍵化合物——阿魏酸、芒柄花素、川芎內(nèi)酯H,與CaM/CaMKII/MAPK通路中的5個(gè)核心蛋白(CaM、CaMKIIδ、ERK1、JNK、p38)進(jìn)行LibDock分子對(duì)接。結(jié)果顯示,三種小分子均能在蛋白活性口袋內(nèi)形成穩(wěn)定氫鍵與疏水相互作用:阿魏酸與ERK1的Asp123/Met125、CaM的Met124,芒柄花素與JNK的Lys55、CaMKIIδ的Val93,川芎內(nèi)酯H與p38的Ala51/Leu104等殘基結(jié)合,平均LibDock Score>110,顯著高于常規(guī)閾值(80)。結(jié)合自由能計(jì)算亦表明,這些復(fù)合物具備熱力學(xué)穩(wěn)定性,為后續(xù)“體外-體內(nèi)”功能驗(yàn)證提供結(jié)構(gòu)生物學(xué)依據(jù)。BYHWD通過抑制CaM/CaMKII/MAPK通路的激活延緩心臟衰老基于上述預(yù)測(cè),課題組聚焦“Ca2?-鈣調(diào)素”與“MAPK炎癥級(jí)聯(lián)”的交叉對(duì)話。D-gal組心肌組織CaM、CaMKIIδ mRNA與蛋白表達(dá)顯著上調(diào),其下游p-CaMKIIδ、p-ERK1/2、p-JNK、p-p38亦同步升高;免疫組化及免疫熒光均顯示p-CaMKIIδ與p-MAPKs陽性信號(hào)彌漫分布于心肌細(xì)胞胞漿與核周。BYHWD高劑量干預(yù)后,CaM表達(dá)下降46%,p-CaMKIIδ下降58%,三條MAPK分支磷酸化水平分別下降42%、50%、45%,幾乎將異常激活的“Ca2?-CaM-CaMKII-MAPK”信號(hào)拉回正常范圍。由此證實(shí),BYHWD可在整體層面通過阻斷該軸抑制炎癥因子風(fēng)暴,減輕DNA損傷與細(xì)胞周期阻滯,進(jìn)而延緩心臟衰老。圖6 BYHWD通過抑制CaM/CaMKII/MAPK通路的激活延緩心臟衰老 BYHWD通過抑制CaM/CaMKII/MAPK軸介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)延緩心肌細(xì)胞衰老在H9C2大鼠胚胎心肌細(xì)胞模型中,40 g·L?1 D-gal刺激24 h可成功誘導(dǎo)衰老表型:SA-β-Gal陽性率升高4.2倍,γ-H2AX灶點(diǎn)增加3.5倍,p16、p21、p53蛋白表達(dá)同步上調(diào);上清液LDH、CK-MB亦顯著升高。BYHWD(20 mg·mL?1)共處理后,上述指標(biāo)均被顯著逆轉(zhuǎn),且無明顯細(xì)胞毒性。RT-qPCR顯示,IL-1β、IL-6、TNF-α轉(zhuǎn)錄水平分別下降55%、48%、60%。Western blot進(jìn)一步證實(shí),BYHWD可下調(diào)CaM及p-CaMKIIδ,并同步抑制ERK、JNK、p38的磷酸化;加入CaMKII特異性抑制劑KN-93后,BYHWD的抗炎與抗衰老效應(yīng)未被進(jìn)一步放大,提示其靶點(diǎn)確系CaM/CaMKII/MAPK軸而非旁路。綜上,在細(xì)胞層面,BYHWD通過同一信號(hào)軸發(fā)揮“抗炎-抗衰老”雙重效應(yīng),與動(dòng)物結(jié)果互為印證。圖7 BYHWD通過抑制CaM/CaMKII/MAPK軸介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)延緩心肌細(xì)胞衰老該研究首次以“代謝-網(wǎng)絡(luò)-實(shí)驗(yàn)”閉環(huán)策略,系統(tǒng)證實(shí)補(bǔ)陽還五湯可通過重塑能量與氨基酸代謝網(wǎng)絡(luò),并精準(zhǔn)抑制CaM/CaMKII/MAPK炎癥軸,顯著延緩D-半乳糖誘導(dǎo)的大鼠心臟衰老。其亮點(diǎn)在于:第一,用現(xiàn)代語言闡明了“補(bǔ)氣活血”法在心臟抗衰老領(lǐng)域的科學(xué)內(nèi)涵;第二,將“Ca2?-鈣調(diào)素-MAPK”這一交叉通路納入中醫(yī)藥抗衰老研究視野;第三,明確了阿魏酸、芒柄花素、川芎內(nèi)酯H等可成藥成分,為開發(fā)“組分中藥”或“天然產(chǎn)物衍生藥物”奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。Duan X, Deng Y, Feng M, Chen C, Yang S, Zeng S, Chen X, Xiao N, Chen X, Li J, Huang Y, Yang Y, Yu M, Wang G, Yu W, Zhang L, Wang Y, Shu Z. Elucidation of the potential molecular mechanisms of Buyang Huanwu Decoction in delaying cardiac aging: Based on network pharmacology, bioinformatics, and in vivo/in vitro experimental validation. J Ethnopharmacol. 2025 Sep 17;355(Pt A):120624. doi: 10.1016/j.jep.2025.120624. Epub ahead of print. PMID: 40972726.
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