黃芪甲苷IV通過ATF4調控自噬改善尿毒癥心肌損傷的作用與機制研究

《Scientific Reports》：Astragaloside IV attenuates uremia-induced myocardial injury by inhibiting autophagy via ATF4

【字體： 大 中 小 】 時間：2025年12月05日 來源：Scientific Reports 3.9

　　

慢性腎臟病（CKD）已成為全球性公共衛生挑戰，影響超過8億人口，其中終末期腎病（ESRD）患者心血管事件發生風險顯著升高，成為主要死因。尿毒癥狀態下，心肌損傷的機制復雜，涉及炎癥反應、氧化應激及自噬失衡等多重因素。盡管傳統中藥活性成分黃芪甲苷IV（AS-IV）在多種心血管疾病中展現出保護作用，但其在尿毒癥心肌損傷中的具體機制尚未明確。

本研究通過構建5/6腎切除（5/6 Nx）小鼠模型及尿毒癥血清（US）誘導的H9C2心肌細胞損傷模型，系統評估AS-IV的心腎保護效應。研究人員采用超聲心動圖、ELISA、TUNEL染色、Western blot等技術，發現AS-IV能顯著降低血清肌酐（Scr）、尿素氮（BUN）、乳酸脫氫酶（LDH）及肌酸激酶同工酶（CK-MB）水平，改善左心室射血分數（LVEF）和短軸縮短率（LVFS），并抑制心肌纖維化標志物α-輔肌動蛋白（α-actinin）和α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA）的表達。

關鍵技術方法

研究通過動物模型（5/6腎切除小鼠）和細胞模型（US處理的H9C2細胞）模擬尿毒癥心肌損傷，主要采用超聲心動圖評估心功能，ELISA檢測血清標志物，Western blot和免疫熒光分析自噬相關蛋白（LC3Ⅱ/Ⅰ、p62）及ATF4表達，透射電鏡觀察自噬體形成，并通過質粒轉染和抑制劑干預調控ATF4功能。

AS-IV改善心腎功能并抑制心肌纖維化

通過ELISA和超聲心動圖檢測發現，AS-IV治療組小鼠的Scr、BUN、LDH、CK-MB水平顯著降低，LVEF和LVFS提升，同時心肌纖維化標志物表達下降。加入自噬激活劑雷帕霉素后，AS-IV的保護作用被逆轉，提示其療效與自噬抑制相關。

AS-IV通過抑制ATF4減輕心肌細胞凋亡

TUNEL實驗及流式細胞術顯示，AS-IV顯著降低5/6Nx小鼠和US處理H9C2細胞的凋亡率。Western blot和qRT-PCR證實AS-IV抑制ATF4表達，而ATF4過表達質粒轉染可抵消AS-IV的細胞保護作用。

AS-IV通過ATF4調控自噬通路

免疫熒光和Western blot結果顯示，US處理組LC3Ⅱ/Ⅰ比值升高、p62表達下降，自噬體數量增加，而AS-IV和ATF4抑制劑（ISRIB）均能逆轉這些變化。ATF4過表達則削弱AS-IV對自噬的抑制作用。

PI3K通路參與AS-IV的調控機制

研究發現AS-IV和ISRIB均可激活PI3K磷酸化（p-PI3K），而ATF4過表達會抑制該效應，表明ATF4位于PI3K上游，參與自噬調控。

結論與意義

本研究首次揭示AS-IV通過抑制ATF4表達，調控PI3K通路進而抑制過度自噬，緩解尿毒癥心肌損傷。該發現為尿毒癥相關心血管疾病的治療提供了新靶點，同時拓展了中藥活性成分在多器官保護中的作用機制。研究發表于《Scientific Reports》，為臨床轉化提供了實驗依據。