文章信息
- 刘安步, 马磊, 吴嘉荔, 等.
- LIU Anbu, MA Lei, WU Jiali, et al.
- 基于TCTP/AKT/P53信号通路探讨中药血必净注射液治疗脓毒症诱导大鼠心肌损伤作用机制研究
- Investigation of the mechanism of Xuebijing Injection in treating sepsis-induced myocardial injury in rats via the TCTP/AKT/P53 signaling pathway
- 天津中医药, 2026, 43(4): 498-503
- Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2026, 43(4): 498-503
- http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2026.04.13
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文章历史
- 收稿日期: 2025-09-22
2. 新疆医科大学省部共建中亚高发病成因与防治国家重点实验室, 乌鲁木齐 830054
脓毒症本质上属正气不足、瘀血阻滞、热毒壅盛,且多与机体正气虚弱,同时外感六淫邪气或虫兽毒物等致病因素,导致气机逆乱相关[1]。研究显示,脓毒症是由细菌、病毒、真菌等病原体侵入人体组织引起的严重传染病,严重者可导致全身炎症反应综合征、多器官衰竭和死亡[2-3]。而脓毒症心肌病(SICM)患者病死率为30%~70%,是非心源性败血症患者的2~3倍[4-5]。因此,积极治疗SICM是降低脓毒症病死率的有效手段。目前SICM的传统西医治疗疗效欠佳。而在多个中国脓毒症诊治共识中均指出中医药治疗脓毒症及SICM的有效性和安全性[1, 6]。其中,《中国脓毒症/脓毒性休克急诊治疗指南》推荐血必净注射液(XBJ)应用于脓毒症患者及包括SICM在内并发症的治疗[6]。
XBJ主要由红花、赤芍、川芎、丹参、当归组成,是中国王今达教授团队根据“菌毒炎并治”理论,以多种中医经典复方提取[7]。目前该药由中国食品药品监督管理局于2004年批准(批准号:Z20040033)。现代药理学研究表明XBJ可防止炎症因子过度释放、拮抗细菌内毒素、增强组织微循环、保护血管内皮细胞、改善免疫功能紊乱等[8]。翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)是存在于多物种的高度保守的蛋白质。目前发现TCTP在心肌细胞增殖与存活中起关键作用,并可作为预防心肌细胞死亡的靶点之一[9]。蛋白激酶B(AKT)/肿瘤蛋白53(P53)信号通路在心肌损伤中发挥重要作用,例如通过增强AKT/P53介导的抗凋亡作用可改善糖尿病心肌病的心功能抑制和肥厚重构[10]。目前尚未见XBJ通过TCTP/AKT/P53通路改善脓毒症大鼠心肌损伤的相关研究。本研究通过构建脓毒症大鼠模型,基于TCTP/AKT/P53信号通路揭示中药制剂XBJ对SICM大鼠的保护作用,为XBJ治疗SICM提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 动物实验与药物治疗在宁夏医科大学实验动物中心购买18只成年雄性Sprague Dawley(SD)大鼠完成适应性饲养后随机分为3组:1)假手术组(Sham);2)盲肠结扎穿孔术组(CLP);3)血必净治疗组(XBJ),每组6只。采用CLP术构建SICM模型。XBJ(批准号:Z20040033)于宁夏医科大学总医院药剂科购买,CLP手术后1 h在麻醉清醒后开始接受XBJ(10 mL/kg)腹腔注射治疗,持续3 d,Sham组和CLP组大鼠给予等量生理盐水;该实验设计与课题组前期研究方法[11]。本研究动物实验获得了宁夏医科大学总医院伦理委员会批准(KYLL-2023-0495)。
1.2 病理染色大鼠心脏组织经固定、包埋及切片处理后,使用苏木精-伊红(HE)染色法,按碧云天生物技术有限公司(货号:C0105S)说明书进行染色。光学显微镜下观察心脏组织的形态学变化。
1.3 大鼠心脏彩超使用Vevo® 2100超高分辨率小动物超声成像系统(Visualsonics,Toronto,Canada)配备15 MHz换能器对大鼠心功能进行评估。在4%戊巴比妥(40 mg/kg,腹腔注射)麻醉下,采用胸骨旁长轴位进行二维成像,并在垂直于室间隔和左室后壁的方向进行M模式成像。检测大鼠的左室射血分数(LVEF)和左室缩短分数(LVFS)。
1.4 生化检测使用全自动生化分析仪(Bio Majesty JCA-BM6010,JEOL Ltd,Japan)测定大鼠血清中肌酸激酶(CK)和乳酸脱氢酶(LDH)的浓度。
1.5 炎症因子测定使用ELISA试剂盒检测血清中白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达水平,所有试剂盒均购买自武汉贝茵莱生物公司。
1.6 蛋白免疫印迹法(Western blot)检测各组大鼠心脏组织中提取蛋白质样本,按照Western blot标准操作流程,检测TCTP、p-AKT、AKT、P53、Bax、Bcl-2、剪切型含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3(Cleaved Caspase3)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白酶3(Caspase 3)和甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)的蛋白表达水平。p-AKT、AKT、Bax、Bcl-2、Cleaved Caspase 3、Caspase 3、GAPDH及ECL发光液均购自Affinity公司;TCTP和P53则购自武汉三鹰生物科技有限公司。
1.7 免疫荧光检测使用免疫荧光技术检测心肌组织中TCTP、p-AKT和P53的表达水平。首先,用0.5% Triton X-100溶液处理固定的心脏组织,去除细胞膜并孵育20 min。接着,用5% 牛血清白蛋白(BSA)阻断液在室温下阻断60 min,随后用磷酸盐缓冲盐水(PBS)清洗。将心脏组织分别与TCTP(1∶200)、p-AKT(1∶100)和P53(1∶100)抗体孵育过夜(4 ℃)。接下来,使用山羊抗兔IgG H&L(AlexaFluor®594)二抗(1∶100)进行标记,并用4',6-二脒基-2-苯基吲哚二盐酸盐(DAPI)对心脏组织进行核染色。最后,利用荧光显微镜观察。
1.8 免疫组织化学检测采用免疫组织化学技术检测大鼠心脏组织中Bcl-2、Bax和Caspase 3的表达水平。首先,切片标本经过常规脱蜡和水化处理后,使用相应的一抗(Bcl-2、Bax、Caspase 3抗体)进行孵育。使用二抗结合辣根过氧化物酶(HRP)进行标记,通过3,3’-二氨基联苯(DAB)显色法显现抗原表达。使用光学显微镜观察,评估Bcl-2、Bax和Caspase 3的表达分布和强度。
1.9 统计学分析所有数据分析均通过GraphPad Prism 9软件进行。数据以至少3次独立实验的均数±标准差(x±s)表示。数据采用单因素方差分析(ANOVA),方差齐性检验使用最小显著差异(LSD)方法,若方差不齐则采用Tamhane’s T2检验,以P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果 2.1 XBJ对SICM大鼠模型的心肌病理改变的影响与Sham组相比,CLP组大鼠心肌细胞肿胀,排列紊乱,组织松散,间质水肿,炎性细胞浸润。而与CLP组相比,经过XBJ处理后,心肌组织细胞肿胀明显改善,间质水肿减轻,且排列较为整齐(图 1)。
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| 图 1 各组大鼠心肌组织HE染色(×200) Fig. 1 HE staining of myocardial tissue of rats in each group(×200) |
与Sham组相比,CLP组的LVFS和LVEF显著降低,且LDH及CK表达水平均显著升高(P<0.05)。在XBJ连续治疗后,与CLP组相比,LVFS和LVEF明显恢复,而LDH和CK的表达水平均显著降低(P<0.05)。见图 2。
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| 注:与Sham组相比,#P<0.05;与CLP组相比,*P<0.05。 图 2 各组大鼠超声心动图及心肌损伤标志物变化(x±s) Fig. 2 Ultraviolet echocardiographic images and changes in myocardial injury markers of rats in each group(x±s) |
CLP组大鼠的TNF-α、IL-6以及IL-1β血清水平显著高于Sham组,差异具有统计学意义(P<0.05)。XBJ治疗后显著降低了CLP组大鼠的TNF-α、IL-6和IL-1β水平(P<0.05)。见表 1。
| pg/mL | |||||||||||||||||||||||||||||
| 分组 | 动物数 | TNF-α | IL-6 | IL-1β | |||||||||||||||||||||||||
| Sham | 6 | 123.4±6.439 | 80.01±6.841 | 66.73±7.707 | |||||||||||||||||||||||||
| CLP | 6 | 257.8±24.78# | 167.7±11.84# | 145.2±14.27# | |||||||||||||||||||||||||
| XBJ | 6 | 210.2±22.00* | 132.5±12.57* | 115.3±16.58* | |||||||||||||||||||||||||
| 注:与Sham组相比,#P<0.05;与CLP组相比,*P<0.05。 | |||||||||||||||||||||||||||||
CLP组中Bax及Cleaved Caspase3表达显著上调,而Bcl-2表达显著下调(P<0.05)。给予XBJ治疗后显著逆转了这些凋亡相关蛋白的表达变化(P<0.05)。见图 3。
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| 注:图A,Bax、Bcl-2、Cleaved Caspase3蛋白表达;图B,Bax蛋白相对表达量;图C,Bcl-2蛋白相对表达量;图D,Cleaved Caspase3蛋白相对表达量;图E,Bax、Bcl-2、Cleaved Caspase3蛋白免疫组化。与Sham组相比,#P<0.05;与CLP组相比,*P<0.05。 图 3 XBJ对大鼠心肌细胞凋亡的影响 Fig. 3 Effect of XBJ on myocardial cell apoptosis of rats |
与Sham组相比,CLP组大鼠心脏组织中TCTP、p-AKT蛋白水平显著上升,P53的表达水平明显下调而(P<0.05),而XBJ治疗显著逆转了上述蛋白的表达水平(P<0.05)。免疫荧光检测结果与Western blot结果趋势一致。见图 4。
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| 注:图A,TCTP、p-AKT及P53蛋白表达;图B,TCTP蛋白相对表达量;图C,p-AKT蛋白相对表达量;图D,P53蛋白相对表达量;图E,TCTP、p-AKT及P53蛋白免疫荧光检测。注:与Sham组相比,#P<0.05;与CLP组相比,*P<0.05。 图 4 XBJ对大鼠心肌细胞中TCTP/AKT/P53信号通路的影响 Fig. 4 Effect of XBJ on the TCTP/AKT/P53 signaling pathway in myocardial cells of rats |
脓毒症在中医中被视为外邪侵袭引发的全身性疾病,常由湿热、风寒等邪气入侵引起,导致气血虚弱、脏腑功能失调。脓毒症初期表现为高热、寒战、脉搏快,属于“热毒炽盛”;气血不足、脏腑受损是后期症状,表现为乏力、面色苍白、脏腑肿胀等[12]。而SICM是由气虚、血瘀引起的心脏功能受损,气虚导致心脏泵血不足,血瘀则加重心脏负担。中医治疗SICM主要强调清热解毒、通里攻下、活血化瘀、扶正固本,进而恢复机体的自我调节能力,减轻心肌负担,促进康复[12]。例如,中药制剂XBJ联合常规治疗后5 d或7 d可有效改善心脏肌钙蛋白(cTnI)、肌酸激酶-MB(CK-MB)、N端前B型利钠肽(NT-proBNP)、降钙素原(PCT)水平以及减少住院时间,侧面说明XBJ可有效辅助SICM的治疗[13]。但中药治疗SICM的分子机制仍未明。因此深入挖掘中医药治疗SICM的分子机制显得尤为重要。目前已知,细胞凋亡、自噬、细胞焦亡在内的程序性细胞死亡以及炎症反应、氧化应激等均与SICM的发生相关[14-15]。进一步药理学研究发现,XBJ具有防止炎症因子过度释放、拮抗细菌内毒素、增强组织微循环、保护血管内皮细胞、改善免疫功能紊乱等的作用[8]。为进一步明确XBJ治疗SICM分子机制,笔者设计了本实验。本研究发现XBJ可以缓解脓毒症大鼠模型的心肌损伤。HE染色观察到CLP处理后大鼠心肌细胞肿胀畸形,排列紊乱;心脏超声显示LVEF和LVFS值显著下降;加之,CLP组的大鼠心肌损伤标志物CK和LDH的血清水平显著上调,XBJ可以逆转CLP组上述心肌损伤。
在SICM发生过程中,全身性炎症反应可引发微血管内皮损伤,导致持续性低血压和器官衰竭,严重时可能危及生命[16]。类似的,在本研究中采用ELISA法检测出CLP组炎症标志物IL-1β、IL-6和TNF-α水平显著升高。Sun等[17]研究认为,抗炎和抗氧化应激对脓毒症患者心脏具有保护作用。因此,XBJ能够有效抑制炎症反应,预防脓毒症患者的微循环障碍及血管内皮细胞损伤,极大地改善患者预后[18]。与上述结果相类似,笔者观察到CLP组大鼠经XBJ治疗3 d后可以显著下调炎症因子的水平,这表明XBJ注射液能够缓解脓毒症所引起的全身性炎症反应。
相关研究表明,细胞凋亡、自噬、细胞焦亡在内的程序性细胞死亡以及炎症反应、氧化应激等均与SICM的发生相关[19]。其中,炎症反应失调诱发心肌细胞凋亡在SICM的机制研究中已得到充分验证[20]。Wei等[20]发现,在SICM的发生发展中,炎症反应增加了ROS在内的体内自由基的生成,进而攻击细胞膜、蛋白质和DNA,导致细胞内氧化损伤。这种氧化损伤能够激活细胞的凋亡途径,损害细胞的功能。细胞凋亡可直接导致心肌细胞的丧失,降低心脏泵血功能。随着心肌细胞死亡的增加,心脏功能逐渐衰竭,脓毒症患者心肌损伤逐步加重。此外,CLP诱导了大鼠心脏组织中Bax的过表达以及Bcl-2低表达[21]。因此,抑制心肌细胞凋亡能够有效保护脓毒症患者的心脏功能[22]。孟繁甦等[23]发现,XBJ可通过抑制够降低心肌细胞氧化损伤、减少心肌细胞凋亡,发挥SICM大鼠模型的心肌保护作用。与上述研究类似,笔者通过Western blot及免疫组化检测到CLP诱导的脓毒症模型促凋亡蛋白Bax、Cleaved Caspase3的表达显著上调,而抗凋亡蛋白Bcl-2的表达则下降。经过XBJ治疗后,上述凋亡相关蛋白的表达水平反转,表明XBJ能够通过抑制细胞凋亡,缓解SICM。
已知AKT/P53、丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)/细胞外信号调节激酶(ERK)等多个信号通路通过影响细胞凋亡而参与心血管疾病的发生发展[10, 24]。AKT/P53信号通路是指激活后的AKT通过促进P53核输出和作为E3泛素连接酶靶向P53进行26S蛋白酶体降解等途径来抑制P53的活性,进而发挥对细胞凋亡在内的表型控制,在心血管疾病中发挥重要作用[25]。例如,增强AKT/P53信号通路可阻断异丙肾上腺素(ISO)诱导的H9C2细胞凋亡信号,进而治疗应激性心肌细胞损伤[26]。目前已发现TCTP在SICM大鼠模型中表达水平发生改变,并且经过血必净治疗后,SICM大鼠模型肝脏中TCTP表达水平明显降低[27]。此外,TCTP可通过调控AKT的信号通路,抑制P53的表达,使细胞保持较高的代谢水平,保护细胞免受外界应激诱导的凋亡[28]。因此,TCTP/AKT/P53信号通路轴在调控心肌细胞增殖过程中扮演重要角色。本研究在SICM大鼠模型中检测到CLP处理可造成心肌组织TCTP表达降低,进而促进AKT的活化,增强了其对P53的抑制作用,而XBJ处理后可以上调TCTP的表达,增强其对AKT活化的抑制,增强P53的表达。
综上所述,笔者通过CLP术成功构建了SICM大鼠模型,并观察到XBJ治疗后能够显著缓解心肌损伤。其可能机制涉及通过调控TCTP/AKT/P53信号通路,抑制炎症反应和细胞凋亡。然而,由于XBJ作为中药制剂具有多成分的特性,其作用机制复杂且途径多样。未来的研究应结合体内动物模型和体外细胞模型,进一步探讨血必净的具体作用机制。此外,可采用慢病毒、质粒转染及基因修饰技术,构建TCTP特异性表达模型,以深入解析血必净通过TCTP/AKT/P53信号通路改善SICM的分子机制。
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