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導(dǎo)讀

背景

心臟是對急性低氣壓缺氧暴露最為敏感的器官，急性高原低氧心肌損傷（AHMI）通常發(fā)生在從平原地區(qū)快速進(jìn)入高海拔地區(qū)的人群中。針對AHMI的有效干預(yù)策略備受關(guān)注，其中升陷湯 （SXD）作為一種潛在的治療藥物引起了研究興趣，但其作用機制尚不明確。

研究目的

本研究旨在探索SXD在改善AHMI中的有效成分、潛在靶點及其調(diào)控機制。

研究設(shè)計

本研究創(chuàng)新性地采用了網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、分子對接及分子生物學(xué)等多學(xué)科聯(lián)合策略，分析升陷湯（SXD）在改善AHMI中的作用靶點和機制通路。采用超高效液相色譜/Q Exactive HFX質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（UHPLC-QE-MS）和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法鑒定活性成分并分析其功能。在此基礎(chǔ)上，整合轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，進(jìn)一步探究并驗證基因和蛋白水平上的作用機制。此外，構(gòu)建了包含5味中藥、13種活性成分、146個靶點和20條信號通路的“藥材-成分-靶點-通路”（HCTP）網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行探索和分析。利用分子對接技術(shù)深入研究篩選成分與靶點之間的結(jié)合活性。最后，應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)重新確認(rèn)涉及的靶點和機制。

研究結(jié)果

升陷湯（SXD）有效降低了心臟的異常電活動，抑制了多種心肌酶、肌鈣蛋白和炎癥因子釋放入血。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)研究揭示炎癥反應(yīng)在升陷湯 （SXD）對AHMI的作用中具有重要意義。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的聯(lián)合分析構(gòu)建了HCTP網(wǎng)絡(luò)，闡明了升陷湯 （SXD）對AHMI的作用機制，進(jìn)一步分析表明升陷湯 （SXD）通過調(diào)控IL-17、MAPK/ERK和Ras信號通路來緩解AHMI。

研究結(jié)論

升陷湯（SXD）對急性高原低氧心肌損傷（AHMI）的積極效應(yīng)是通過調(diào)控炎癥相關(guān)通路（IL-17、MAPK/ERK和Ras信號通路）、抑制炎癥因子釋放以及調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)實現(xiàn)的。

亮點：

1、本研究創(chuàng)新性地采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、分子對接及分子生物學(xué)等多學(xué)科聯(lián)合策略，對升陷湯（SXD）的成分、作用靶點及作用機制進(jìn)行了深入分析。

2、初步闡明了升陷湯 （SXD）對阿霉素誘導(dǎo)的心肌損傷（AHMI）的成分、作用靶點及作用機制。

3、構(gòu)建了包含5味中藥、13種活性成分、146個靶點及20條信號通路的升陷湯 （SXD）治療阿霉素誘導(dǎo)的心肌損傷（AHMI）的“藥材-成分-靶點-通路”網(wǎng)絡(luò)。

4、首次揭示炎癥反應(yīng)及炎癥相關(guān)信號通路（如IL-17、MAPK/ERK和Ras信號通路）在升陷湯 （SXD）對阿霉素誘導(dǎo)的心肌損傷（AHMI）的治療作用中具有重要意義。

論文ID

原名：The exploration of the effect and mechanism of Shengxian decoction inhibiting acute high-altitude myocardial injury

譯名：探討升陷湯對急性高原性心肌損傷抑制作用的效果及機制

期刊：Phytomedicine

IF：8.3

發(fā)表時間：2025.5

通訊作者：陳芷涵、王一童、唐健元

通訊作者單位：成都中醫(yī)藥大學(xué)

實驗設(shè)計

實驗結(jié)果

1 SXD對AHMI的抑制作用

升陷湯（SXD）是一種傳統(tǒng)中藥復(fù)方，由5味中藥組成，分別是黃芪（Astragalus Propinquus）、升麻（Cimicifugae Rhizome）、桔梗（Platycodon Grandifloras）、柴胡（Radix Bupleuri）和知母（Anemarrhenae Rhizoma）（圖2A）。心電圖（ECG）、心肌酶譜和肌鈣蛋白的檢測結(jié)果表明，升陷湯（SXD）在抑制急性高原低氧心肌損傷（AHMI）方面具有顯著效果（圖2B-E）。值得注意的是，僅升陷湯高劑量組（SXD-H）在上述指標(biāo)中表現(xiàn)出顯著的積極結(jié)果。進(jìn)一步的Spearman相關(guān)性分析結(jié)果顯示，除心率（HR）外，升陷湯的劑量與校正后的QT間期（QTc）、QRS波群時限、T波面積、乳酸脫氫酶（LDH）、肌酸激酶（CK）、肌酸激酶同工酶（CKMB）、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）、肌鈣蛋白T（cTnT）和肌鈣蛋白Ⅰ（cTnⅠ）之間存在相關(guān)性（表S1）。上述結(jié)果表明，升陷湯劑量為14.04 g/kg時，處于最佳治療范圍，因此后續(xù)實驗均采用該劑量。

圖1.動物分組示意圖。本研究中，將大鼠隨機分配至空白、SXD、AHMI、SXD-l、SXD-M、SXD-H、Dex、SR0987、SR0987-SXD、KRA533、KRA533-SXD組。該圖由Figdraw繪制。

圖2. 升陷湯 （SXD）的組成及其作用。（A）升陷湯 （SXD）的中藥材組成（黃芪、升麻、桔梗、柴胡和知母）。（B）通過四通道獸用心電圖系統(tǒng)獲取心電圖（ECG）。（C）使用LabScribe心電圖分析軟件分析心率（HR）、校正后的QT間期（QTc）、QRS波群時限和T波面積（每組n=6）。（D）通過酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）檢測血清中乳酸脫氫酶（LDH）、肌酸激酶（CK）、肌酸激酶同工酶（CKMB）和天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）的含量（每組n=6）。（E）通過酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）檢測血清中肌鈣蛋白T（cTnT）和肌鈣蛋白Ⅰ（cTnⅠ）的含量（每組n=6）。#p< 0.05與空白組相比，*p< 0.05與急性高原低氧心肌損傷（AHMI）組相比。

2 UHPLC-QE-MS與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析SXD在AHMI中的作用

采用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（UHPLC-QE-MS）分析技術(shù)，共鑒定出升陷湯（SXD）中的83種化學(xué)成分（表S2、圖3A、B）。隨后，從DrugBank和Uniprot數(shù)據(jù)庫中篩選出109個潛在靶點，并構(gòu)建升陷湯成分-靶點網(wǎng)絡(luò)（CCS），直觀呈現(xiàn)升陷湯成分與靶點之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)（圖3C）。該網(wǎng)絡(luò)顯示，槲皮素、棕櫚酸、α-亞麻酸和腺嘌呤是升陷湯中與靶點關(guān)聯(lián)數(shù)量排名前四的成分。從GeneCards數(shù)據(jù)庫中識別出451個與AHMI相關(guān)的靶點（表S3），并將升陷湯與AHMI的靶點進(jìn)行整合（圖3D-F）。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用（PPI）網(wǎng)絡(luò)表明，PPARG蛋白在該網(wǎng)絡(luò)中與69%的蛋白質(zhì)存在相互作用，是網(wǎng)絡(luò)中相互作用蛋白數(shù)量最多的節(jié)點，涉及CEBPB、ESR1、PPARD、HSP90AA1、PPARA、ESR2、ADORA1、SHBG、ACHE等蛋白（見圖3F）。為闡明合并基因的生物分子功能，進(jìn)行了KEGG通路富集分析和GO基因功能富集分析。KEGG富集分析結(jié)果顯示，過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR）信號通路、雌激素信號通路和胞葬作用（p< 0.05且富集倍數(shù)>14）是與合并基因密切相關(guān)的主要通路（圖3G、表S4）。GO富集分析發(fā)現(xiàn)共有59個顯著富集的GO條目（p< 0.05，表S5），其中排名前10的條目在圖3H中展示，包括脂質(zhì)代謝和激素相關(guān)信號通路。GO富集分析結(jié)果進(jìn)一步證實，升陷湯可通過調(diào)節(jié)雌激素來改善AHMI。

圖3. SXD對AHMI的UHPLC-QE-MS和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析。（A）正離子模式下的TIC色譜圖（1：腺嘌呤；2：升麻酮醇-3-O-L-阿拉伯糖苷；3：柴胡皂苷B2；4：美迪紫檀苷；5：甜菜堿；6：芒柄花素；7：膽堿；8：西菱皂甙A；9：腺苷；10：α-亞麻酸）。（B）負(fù)離子模式下的TIC色譜圖（1：秦皮素；2：棕櫚酸；3：知母皂苷A-Ⅲ；4：柴胡皂苷B1；5：芒果苷；6：新芒果苷；7：毛蕊異黃酮；8：異鼠李素；9：蔗糖；10：異甘草素）。（C）SXD成分與靶點之間復(fù)雜關(guān)聯(lián)的CCS網(wǎng)絡(luò)。（D）CCS靶點的PPI網(wǎng)絡(luò)。（E）AHMI靶點的PPI網(wǎng)絡(luò)。（F）SXD對AHMI的候選靶點。（G）候選靶點的KEGG富集分析。（H）候選靶點的GO富集分析。

3 轉(zhuǎn)錄組學(xué)揭示SXD抑制AHMI的作用機制

采用轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法鑒定AHMI組與SXD+AHMI組的差異表達(dá)基因（DEGs）。結(jié)果顯示，在AHMI組與SXD+AHMI組之間，共鑒定出336個上調(diào)的差異表達(dá)基因和398個下調(diào)的差異表達(dá)基因（圖4A、表S6和表S7）。通過火山圖展示了差異表達(dá)基因的整體分布情況（圖4B）。在空白組與AHMI組中，排名前5的差異表達(dá)基因分別為Reg3b、Mt2A、Ucp3、AC128848.1和Bud31；而在AHMI組與SXD+AHMI組之間，排名前5的差異表達(dá)基因分別為Rfx4、Tuft1、RT1-N2、Olr1424和Clec3a。對AHMI組與SXD+AHMI組中鑒定出的總共734個差異表達(dá)基因進(jìn)行了KEGG和GO基因功能富集分析。上述差異表達(dá)基因顯著富集了37個KEGG條目（表S8）。圖4C展示了在刪除與瘧疾、Ⅰ型糖尿病、非洲錐蟲病等無關(guān)的條目后，其余顯著富集的KEGG條目。圖4D和圖4E展示了KEGG通路中上調(diào)和下調(diào)基因的分布及關(guān)聯(lián)情況。從基因功能富集分析中總共獲得了207個GO條目（表S9），圖4F和圖4G展示了排名前10的GO條目。在KEGG和GO分析中，炎癥反應(yīng)、脂質(zhì)代謝、糖代謝、雌激素、巨噬細(xì)胞趨化、吞噬體以及一些信號通路（如PI3K-Akt、松弛素信號通路）與SXD在AHMI中的作用顯著相關(guān)。

圖4. SXD對AHMI的轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。（A）AHMI組與SXD+AHMI組中差異調(diào)控基因的數(shù)量。（B）AHMI組與SXD+AHMI組之間差異調(diào)控基因的火山圖。（C）AHMI組與SXD+AHMI組之間顯著差異基因的KEGG通路氣泡圖。（D）在KEGG通路中，AHMI組與SXD+AHMI組之間上調(diào)和下調(diào)基因的分布情況。（E）在KEGG通路中，AHMI組與SXD+AHMI組之間上調(diào)和下調(diào)基因的關(guān)聯(lián)情況。（F）AHMI組與SXD+AHMI組之間顯著差異基因的前10個GO條目。（G）AHMI組與SXD+AHMI組之間顯著差異基因的GO富集分析。

4 蛋白質(zhì)組學(xué)揭示SXD抑制AHAH引起CI的作用機制

通過蛋白質(zhì)組學(xué)分析鑒定差異表達(dá)蛋白（DEPs）。結(jié)果顯示，共鑒定出355種差異表達(dá)蛋白（圖5A、表S10和表S11）。火山圖展示了AHMI組與SXD+AHMI組之間的比較情況（圖5B）。運用KEGG和GO基因功能富集分析對AHMI組與SXD+AHMI組之間的差異表達(dá)蛋白進(jìn)行分析。在剔除與耶爾森菌感染、胰腺癌和酗酒等無關(guān)的條目后，共有23個KEGG條目顯著富集，并在圖5C和表S12中展示，這些條目中蛋白的分布和關(guān)聯(lián)情況在圖5D和圖5E中呈現(xiàn)。顯著富集的GO條目在表S13中列出，排名前10的GO條目及其富集信息在圖5F和圖5G中展示。在KEGG和GO分析中，SXD抑制AHMI的效果與炎癥反應(yīng)、對葡萄糖的響應(yīng)、程序性細(xì)胞死亡（PCD）以及一些信號通路（如Ras、MAPK、VEGF、Rap1等）顯著相關(guān)。

圖5. SXD對AHMI的蛋白質(zhì)組學(xué)分析。（A）AHMI組與SXD+AHMI組中差異調(diào)控蛋白的數(shù)量。（B）AHMI組與SXD+AHMI組之間差異調(diào)控蛋白的火山圖。（C）AHMI組與SXD+AHMI組之間顯著差異蛋白的KEGG通路氣泡圖。（D）在KEGG通路中，AHMI組與SXD+AHMI組之間上調(diào)和下調(diào)蛋白的分布情況。（E）在KEGG通路中，AHMI組與SXD+AHMI組之間上調(diào)和下調(diào)蛋白的關(guān)聯(lián)情況。（F）AHMI組與SXD+AHMI組之間顯著差異蛋白的前10個GO條目。（G）AHMI組與SXD+AHMI組之間顯著差異蛋白的GO富集分析。

5 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與多組學(xué)聯(lián)合分析

為深入探究SXD改善AHMI的潛在機制，研究人員開展了網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與多組學(xué)的聯(lián)合分析?；贏HMI組與SXD+AHMI組的差異表達(dá)基因（DEGs）和差異表達(dá)蛋白（DEPs），構(gòu)建了靶點-網(wǎng)絡(luò)（TN）關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（圖6A）。通過TN網(wǎng)絡(luò)篩選出核心靶點，并在核心靶點網(wǎng)絡(luò)（CTR網(wǎng)絡(luò)，圖6B）中呈現(xiàn)。其中，排名靠前的核心靶點包括IL1b、Mmp9、Calml3、Itgb1、Ren和Hmox1，這些靶點被預(yù)測為SXD抑制AHMI的潛在作用靶點。為了進(jìn)一步探索CTR網(wǎng)絡(luò)的功能，將CTR網(wǎng)絡(luò)中的所有基因輸入DAVID數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通路富集分析。結(jié)果顯示，共有20個生物學(xué)條目顯著富集（圖6C和表S14），包括IL-17、MAPK、Ras信號通路等。

圖6. SXD對AHMI的核心靶點分析。（A）結(jié)合差異表達(dá)基因（DEGs）和差異表達(dá)蛋白（DEPs）的靶點-網(wǎng)絡(luò)（TN）分析（AHMI組與SXD+AHMI組對比）。（B）核心靶點的靶點-網(wǎng)絡(luò)（TN）分析（AHMI組與SXD+AHMI組對比）。（C）AHMI組與SXD+AHMI組之間核心靶點的富集分析。

隨后，本研究進(jìn)行了HCTP網(wǎng)絡(luò)分析。SXD的主要活性成分通過調(diào)節(jié)146個靶點（如IL1b、MMP3、MMP9和ESR1）作用于20條相關(guān)生物通路（圖7）。在HCTP的主要活性成分中，槲皮素在度中心性（DC）、介數(shù)中心性（BC）、接近中心性（CC）和特征向量中心性（EC）的值上均排名第一，因此被認(rèn)為是SXD中改善AHMI最重要的活性成分（表2）。此外，棕櫚酸、蔗糖、α-亞麻酸、腺嘌呤和膽堿也被視為SXD中的核心活性成分，因為它們在至少兩個類別的DC、EC、BC和CC結(jié)果中排名均在前5位。

表2.基于HCTP網(wǎng)絡(luò)的SXD中活性成分的拓?fù)浞治?/strong>

圖7. 藥材-成分-靶點-通路復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。黃色節(jié)點代表SXD中的藥材。藍(lán)色節(jié)點代表SXD中藥材的成分。紫色節(jié)點表示化合物的直接靶點，而綠色節(jié)點則代表與這些直接靶點相互作用的通路。

靶點主要分布于IL-17、MAPK、Ras信號通路（圖8）。轉(zhuǎn)錄組學(xué)結(jié)果顯示，SXD通過調(diào)控GF、RTK、RasGAP、MAPKs、CXCL1、CXCL2、G-CSF、LCN2、MMP3、MMP9、MMP13和IL-1β來抑制AHMI，而蛋白質(zhì)組學(xué)分析則顯示GF、RTK、PLCγ、TBK1、MAPKs、Raf1、IKKβ、RSK2和MAX受到調(diào)控。

圖8. SXD對AHMI的主要作用通路。圖中紅色標(biāo)記的靶點為差異表達(dá)基因（DEGs），黃色標(biāo)記的靶點為差異表達(dá)蛋白（DEPs）。

6 SXD對AHMI潛在通路的調(diào)控作用

為深入驗證SXD在IL-17、MAPK/ERK、Ras信號通路中對AHMI的調(diào)控作用，采用Western blot檢測了IL-17A、IL-17RA、MEK1/2、ERK1/2、KRAS和Raf1的蛋白水平。結(jié)果顯示，AHMI顯著上調(diào)了IL-17A、IL-17RA、MEK1/2、ERK1/2、KRAS和Raf1的蛋白水平，而SXD則有效下調(diào)了這些蛋白的表達(dá)（圖9）。因此，SXD能夠抑制由AHMI激活的IL-17、MAPK/ERK和Ras信號通路。

圖9. SXD對AHMI潛在通路的調(diào)控作用。（A）采用Western blot分析IL-17A和IL-17RA的蛋白表達(dá)水平（每組n=3）。（B）采用Western blot分析MEK1/2和ERK1/2的蛋白表達(dá)水平（每組n=3）。（C）采用Western blot分析KRAS和Raf1的蛋白表達(dá)水平（每組n=3）。

7 SXD中成分與信號通路靶點的結(jié)合活性

分子對接分析結(jié)果顯示，槲皮素與IL-17A、IL-17RA、MEK1/2、ERK1/2、KRAS和Raf1的對接活性最高（表3），對接模式如圖10所示。此外，共有10個蛋白-配體復(fù)合物的結(jié)合能低于-6 kcal/mol，表明其結(jié)合概率較高。這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證實了槲皮素是SXD中抑制AHMI的最重要成分。此外，棕櫚酸、蔗糖和α-亞麻酸與核心通路中的多個靶點也表現(xiàn)出良好的親和力。

表3. 核心成分與信號通路靶點的結(jié)合能（kcal/mol）

圖10. 槲皮素與核心信號通路靶點的對接模式圖。（A）槲皮素與IL-17A的分子對接。（B）槲皮素與IL-17RA的分子對接。（C）槲皮素與MEK1/2的分子對接。（D）槲皮素與ERK1/2的分子對接。（E）槲皮素與KRAS的分子對接。（F）槲皮素與Raf1的分子對接。

8 SXD對AHMI的抗炎作用

鑒于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、多組學(xué)及其聯(lián)合分析結(jié)果中持續(xù)顯示出SXD與AHMI之間的顯著相關(guān)性，本研究采用蘇木精-伊紅（HE）染色和酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）來驗證SXD在抑制AHMI中的抗炎作用。HE染色結(jié)果如圖11A所示。結(jié)果顯示，空白組的心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，形態(tài)規(guī)則，未見空泡樣變性、間質(zhì)水腫或炎性細(xì)胞浸潤。相比之下，AHMI組的心肌細(xì)胞形態(tài)不規(guī)則，表現(xiàn)為明顯的空泡樣變性、間質(zhì)水腫和炎性細(xì)胞浸潤。SXD組的細(xì)胞狀況顯示出相對改善，尤其是在SXD-H組中，改善最為顯著。進(jìn)一步的ELISA結(jié)果顯示，AHMI顯著提高了血清中IL-1β、IL-6、IL-18和TNF-α的水平；而SXD則有效降低了這些炎癥因子的含量（圖11B）。SXD對AHMI的抗炎作用呈現(xiàn)出劑量依賴性（表S15）。這些結(jié)果表明，SXD具有減輕與AHMI相關(guān)炎癥的潛在治療作用。

圖11. SXD對AHMI的抗炎作用。（A）蘇木精-伊紅（HE）染色及心肌細(xì)胞形態(tài)。箭頭所指為心肌細(xì)胞的空泡樣變性、間質(zhì)水腫和炎性細(xì)胞浸潤。（B）通過酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）檢測血清中IL-1β、IL-6、IL-18和TNF-α的含量（每組n=6）。與空白組比較，#p<0.05；與AHMI組比較，*p<0.05。

9 SR0987和KRA-533削弱了SXD在AHMI中的保護(hù)作用

為深入探究SXD在IL-17、MAPK/ERK、Ras信號通路中的調(diào)控作用，本研究使用SR0987激活I(lǐng)L-17通路，并采用KRA-533激活Ras-Raf-MEK-ERK通路，從而形成MAPK酶聯(lián)反應(yīng)。心肌酶和肌鈣蛋白的檢測結(jié)果顯示，SR0987和KRA-533均削弱了SXD在AHMI中的心臟保護(hù)作用（圖12A和B）。HE染色結(jié)果顯示，在所有4組大鼠的心肌組織中均觀察到明顯的空泡樣變性、間質(zhì)水腫和炎性細(xì)胞浸潤（圖12C）。進(jìn)一步的炎癥因子檢測結(jié)果表明，在注射SR0987和KRA-533后，SXD的抗炎作用被削弱（圖12D）。

圖12. SR0987和KRA-533對SXD在AHMI中保護(hù)作用的影響。（A）通過ELISA檢測血清中LDH、CK、CKMB和AST的含量（每組n=6）。（B）通過ELISA檢測血清中cTnT和cTnI的含量（每組n=6）。（C）HE染色及心肌細(xì)胞形態(tài)。箭頭所指為心肌細(xì)胞的空泡樣變性、間質(zhì)水腫和炎性細(xì)胞浸潤。（D）通過ELISA檢測血清中IL-1β、IL-6、IL-18和TNF-α的含量（每組n=6）。與AHMI組比較，*p<0.05；與SXD-H組比較，□p<0.05。

討論與結(jié)論

本研究通過綜合運用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、分子對接和分子生物學(xué)等多種方法，驗證了SXD在改善AHMI中的有效性，并探討了其作用靶點和機制（圖13）。首先，本研究證實了SXD在改善AHMI中的有效性。急性高原暴露（HH）會導(dǎo)致心臟異常電活動和心肌細(xì)胞損傷。本研究結(jié)果表明，SXD能夠有效減輕心臟異常電活動，減少多種心肌酶和肌鈣蛋白釋放到血液中。同時，SXD的治療效果隨劑量增加而增強。

圖13. SXD作用機制的示意圖。

本研究通過綜合運用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、分子對接和分子生物學(xué)等多種方法，揭示了SXD在改善AHMI中的作用機制，并驗證了其有效性（圖13）。研究結(jié)果表明，抑制炎癥反應(yīng)是SXD緩解AHMI的主要途徑。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及聯(lián)合分析的結(jié)果均表明，炎癥反應(yīng)以及與炎癥相關(guān)的信號通路（如IL-17、MAPK、Ras、PPAR、PI3K-Akt、VEGF、Rap1等）在SXD對AHMI的作用中發(fā)揮著重要作用。如前所述，HH可激活小膠質(zhì)細(xì)胞，并通過分泌多種炎癥介質(zhì)和趨化因子參與細(xì)胞間信息傳遞，進(jìn)而參與AHMI的病理發(fā)展過程。先前的研究顯示，AHMI動物模型中IL-1β、IL-6、TNF-α等炎癥因子水平顯著升高。本研究結(jié)果也證實了這些現(xiàn)象，同時發(fā)現(xiàn)SXD能夠有效抑制這些炎癥因子釋放到血液中，且抑制效果呈劑量依賴性。此外，動物實驗結(jié)果進(jìn)一步證實，SXD通過調(diào)節(jié)IL-17A、IL-17RA、MEK1/2、ERK1/2、KRAS和Raf1的表達(dá)來抑制由AHMI激活的IL-17、MAPK/ERK和Ras信號通路，這些通路與炎癥反應(yīng)密切相關(guān)。IL-17作為一種多功能的促炎細(xì)胞因子，在宿主防御、組織修復(fù)以及炎癥性疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。由于其在調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)方面的功能，IL-17信號通路在免疫學(xué)和炎癥研究領(lǐng)域備受關(guān)注。SXD能夠有效下調(diào)IL-17A和IL-17RA的表達(dá)，這兩種因子在IL-17信號通路中頻繁表達(dá)且傳導(dǎo)能力較強，從而抑制由AHMI激活的IL-17信號通路。MAPK信號通路是細(xì)胞生長、發(fā)育和分化的核心，與炎癥和程序性細(xì)胞死亡（如凋亡和自噬）相關(guān)。MAPK信號通路的基本信號傳遞步驟遵循三級MAPK酶聯(lián)反應(yīng)：MAP3K、MAP2K和MAPK。ERK作為MAPK家族的一員，在信號級聯(lián)反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，有助于將細(xì)胞外信號傳遞至細(xì)胞內(nèi)靶點。Ras信號通路與MAPK信號通路相關(guān)。Ras作為MAPK信號通路的上游蛋白，通過與MAP3K和Raf激酶結(jié)合至細(xì)胞膜來促進(jìn)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。在此通路中，Ras、Raf、MEK、ERK依次作為上游激活蛋白、MAP3K、MAPKK和MAPK，形成Ras-Raf-MEK-ERK通路。本研究結(jié)果表明，SXD通過依次調(diào)節(jié)KRAS、Raf1、MEK1/2和ERK1/2來影響MAPK酶聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)而抑制由AHMI激活的MAPK通路。因此，SXD對炎癥反應(yīng)和炎癥相關(guān)信號通路的調(diào)節(jié)作用對于有效改善AHMI至關(guān)重要。

除炎癥反應(yīng)外，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的結(jié)果還表明，脂質(zhì)代謝、糖代謝、程序性細(xì)胞死亡（如吞噬凋亡細(xì)胞）、激素相關(guān)信號通路（如雌激素）是SXD對抗AHMI的潛在途徑。先前的研究也表明，急性高原暴露與葡萄糖和脂肪酸代謝密切相關(guān)。在急性高原暴露中，相對非必需的功能，如運動或精確的體溫調(diào)節(jié)，會受到限制，以優(yōu)先分配能量給更重要的器官。在這種情況下，減少這些不太重要器官的能量需求有助于節(jié)省氧氣和燃料供應(yīng)。本研究結(jié)果支持SXD通過調(diào)節(jié)葡萄糖和脂質(zhì)代謝來限制AHMI。程序性細(xì)胞死亡，包括凋亡、焦亡、自噬、鐵死亡等，參與多種疾病和治療干預(yù)。先前的研究表明，焦亡和鐵死亡參與了與AHMI相關(guān)的病理過程。本研究結(jié)果表明，程序性細(xì)胞死亡是SXD改善AHMI的重要機制，尤其是吞噬凋亡細(xì)胞。吞噬凋亡細(xì)胞的破壞可導(dǎo)致凋亡細(xì)胞的積累，隨后引發(fā)繼發(fā)性壞死和促炎因子的釋放，最終導(dǎo)致組織炎癥。心血管疾病相關(guān)研究表明，吞噬凋亡細(xì)胞有助于心臟修復(fù)和減輕心肌損傷。在AHMI中，SXD能夠誘導(dǎo)吞噬凋亡細(xì)胞，并調(diào)節(jié)相關(guān)通路中的靶點，如PPAR信號通路。激素相關(guān)信號通路對于SXD對抗AHMI也非常重要，尤其是雌激素。在健康的高原適應(yīng)過程中，雌激素及其受體（ESR1和ESR2）可增強eNOS活性和NO的可用性，有助于高原適應(yīng)。同時，本研究結(jié)果表明，ESR1和ESR2是SXD的調(diào)節(jié)靶點，旨在改善AHMI。因此，葡萄糖和脂質(zhì)代謝、程序性細(xì)胞死亡以及激素相關(guān)信號通路為SXD和AHMI的進(jìn)一步研究提供了思路和方向。

槲皮素是緩解AHMI的最重要化學(xué)成分，在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、HCTP網(wǎng)絡(luò)和分子對接分析中均排名第一。它是一種植物來源的多酚，具有廣泛的生物活性，包括抗癌、抗炎和抗病毒活性。先前的研究表明，槲皮素有助于適應(yīng)低氧水平。槲皮素具有改善血細(xì)胞恢復(fù)和減少炎癥因子的功能，可改善多種急性高原相關(guān)疾病和癥狀，如高原肺水腫、高原睡眠障礙、高原腦水腫。此外，槲皮素還被證明是高原環(huán)境中有效的心臟保護(hù)劑。此外，棕櫚酸、蔗糖和α-亞麻酸也是SXD改善AHMI的重要化學(xué)成分。盡管這些化合物與IL-17信號通路的對接效果有限，但它們對參與SXD改善AHMI過程的Ras-Raf-MEK-ERK信號通路表現(xiàn)出良好的親和力。因此，SXD的活性成分可直接與這些與炎癥相關(guān)的信號通路結(jié)合，即IL-17、MAPK/ERK、Ras信號通路。

本研究創(chuàng)新性地采用包括網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、分子對接和分子生物學(xué)在內(nèi)的綜合策略，分析了SXD改善AHMI的作用機制。構(gòu)建了一個涵蓋5種中藥、13種活性成分、146個靶點和20條信號通路的全面HCTP網(wǎng)絡(luò)，以闡明SXD對AHMI的作用機制。SXD有效減輕了心臟異常電活動，并抑制了心肌酶和肌鈣蛋白釋放到血液中。在這個過程中，槲皮素是關(guān)鍵的化學(xué)成分。此外，SXD主要調(diào)節(jié)了幾條與炎癥相關(guān)的信號通路，如IL-17、MAPK/ERK和Ras，抑制了炎癥因子的釋放，調(diào)節(jié)了炎癥反應(yīng)，從而緩解了AHMI。本研究結(jié)果表明，SXD作為一種潛在的治療AHMI的藥物具有很大的前景。

https://doi.org/10.1016/j.phymed.2025.156896

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