导读
速效救心丸（SJP）是中国国家基本药物目录上的一种中成药，在临床上具有良好的心血管保护作用。然而，SJP对心血管疾病保护作用的机制尚未明确阐明，尤其是其与肠道微生物群的关系。本研究旨在通过整合肠道微生物组和代谢组，研究SJP对异丙肾上腺素（ISO）诱导的急性心肌梗死（AMI）的心脏保护作用。我们使用异丙肾上腺素建立AMI大鼠模型，首先研究了抗生素（ABX）处理对SJP主要成分血液吸收和排泄的影响；其次，通过16S rRNA测序和非靶向代谢组学发现SJP可改善AMI大鼠的肠道微生物群和宿主代谢；最后使用靶向代谢组学来验证SJP对AMI大鼠宿主代谢的影响。结果表明，ABX处理可影响SJP主要活性成分的血液吸收和粪便排泄。同时，SJP可以恢复肠道微生物群的丰富性和多样性，多种肠道微生物群（包括Jeotgalicoccus、毛螺菌科和Blautia）与脂肪酸显著相关。非靶向代谢组学还发现，SJP可以恢复血清和盲肠内容物中各种脂肪酸代谢产物的水平（p<0.01，FC>1.5和VIP>1）。靶向代谢组学进一步证实，血清、盲肠内容物和心脏样本中分别有41、21和39种脂肪酸发生了显著变化，这些脂肪酸属于类花生酸，SJP可以显著下调AMI大鼠的这些类花生酸。本研究结果提示，SJP可能通过重塑肠道菌群和宿主脂肪酸代谢来发挥其心脏保护作用。
研究热点：
1. 微生物组-代谢组学揭示SJP对AMI的潜在治疗作用；
2. SJP通过重塑肠道微生物群和宿主代谢改善心脏功能；
3. 靶向代谢组学揭示SJP的机制与脂肪酸有关。
论文ID
原名：Microbiome-metabolome reveals that the Suxiao Jiuxin pill attenuates acute myocardial infarction associated with fatty acid metabolism
译名：微生物组-代谢组学揭示速效救心丸可以减轻与脂肪酸代谢相关的急性心肌梗死
期刊：Journal of Ethnopharmacology
IF：5.4
发表时间：2023.04
通讯作者：吴高松，张卫东
通讯作者单位：上海中医药大学，海军军医大学，广东药科大学
实验设计
实验结果
1. 液相色谱-质谱联用（LC-MS）及气相色谱-质谱联用（GC-MS）鉴定SJP中成分
我们使用LC-MS和GC-MS分析SJP的成分，共鉴定了51种成分，其中31种通过LC-MS鉴定，20种通过GC-MS鉴定（表S1–S2，图S1–S2）。如表1所示，SJP的前30个成分分别为丁基苯酞、亚油酸、洋川芎内酯Q、龙脑、异龙脑、丁烯基酞内酯、阿魏酸和Z-川芎内酯等，分别来源于川芎和冰片。
表1 速效救心丸的主要成分
图1 我们目前研究的微生物组-代谢组整合策略流程图
2. SJP能改善AMI大鼠的心功能、心脏标志物酶和组织病理学
如图2A–C所示，在用阳性对照药物（Pro）、低剂量SJZD（SJP_L）和高剂量SJZD（SJP_H）处理两周后，心功能显著恢复，射血分数（EF）和缩短分数（FS）得到改善。血清肌酸激酶同工酶（CK-MB）和乳酸脱氢酶（LDH）是AMI的指标，两者都是为了评估SJP的心脏保护作用。数据显示，与Con组相比，ISO组的血清CK-MB和LDH活性显著增加，而Pro、SJP_L和SJP_H处理后两者均降低（图2D–E）。此外，HE和Masson染色的组织学检查显示Pro和SJP对异丙肾上腺素诱导的心脏组织损伤具有心脏保护作用。Masson三色染色显示，经SJP和Pro处理后，AMI心脏纤维化显著减少（图2G）。HE染色确定的心肌细胞横截面积也证实了这一结果（图2F，S3）。
图2 速效救心丸对心脏功能及心脏和结肠组织病理学的影响
Con，对照组；ISO，ISO诱导的AMI模型组；Pro，阳性对照药物组；SJP_L，低剂量SJP治疗组；SJP_H，高剂量SJP治疗组，每组n=7。（A）Con、ISO、Pro、SJP_L和SJP_H组的二维超声心动图图像。（B–C）超声心动图、射血分数（EF）和缩短分数（FS）的心功能参数；与Con组相比，##p＜0.01；与ISO组相比，*p<0.05，**p<0.01。（D–E）心脏标志酶CK-MB和LDH的浓度。与Con组相比，##p＜0.01；与ISO组相比，*p<0.05，**p<0.01。（F–G）HE染色的代表性
，心肌切片的Masson染色结果（放大倍数，×400）。（H）结肠切片HE染色结果的代表性
（放大倍数，×400）。
3. SJP的功效可能与调节肠道菌群有关
研究表明，肠道微生物群与AMI密切相关，我们想知道SJP是否可以改善肠道功能。
首先，HE染色结果显示，SJP和Pro可以显著改善AMI大鼠结肠组织的病理损伤（图2H）。然后，ABX处理实验发现，肠道微生物群的去除显著削弱了SJP对粪便中内源性代谢产物的影响，并影响了SJP活性成分在粪便中的排泄。口服给药2小时后，SJP活性成分的排泄趋于稳定（图3A–B），我们推测SJP的血液成分浓度可能在2小时时达到最大值。因此，我们进一步分析了大鼠口服SJP 2小时的血液成分，在血清中共检测到7种成分。与ABX_SJP组相比，SJP组中4种成分的浓度显著升高，其他3种成分也呈升高趋势（图3C）。
此外，我们还分析了ABX_SJP和SJP组的血清代谢组，共获得417个差异离子（p<0.05）。这些差异离子的PCA评分图显示，ABX_SJP组和SJP组之间的代谢谱存在显著差异（图3D）。最后，我们鉴定出68种差异代谢物（DMs），包括甘油磷脂（29个）、脂肪酸（18个）、氨基酸（7个）、脂肪酸酯（5个）、脂质（3）、核苷（3个）和其他（3个）（图3E），这些DMs的水平变化如图S4所示。我们进一步进行了Spearman相关性分析，以确定这些DMs与血清中检测到的SJP中7种成分的相关性。如图S5所示，除洋川芎内酯D外，其他6种成分与DMs均有不同程度的相关性。基于DMs的相对丰度，我们还通过KEGG数据库搜索了可能受到影响的代谢途径，通路富集分析表明，不饱和脂肪酸的生物合成是影响最显著的通路（图3F）。上述结果表明，SJP的疗效可能与肠道微生物群重塑宿主代谢，特别是脂肪酸代谢的调节有关。
图3 ABX处理实验中SJP成分分析的粪便和血清样本
（A）基于在不同时间点采集的粪便样本建立的主成分分析（PCA）图。（B）ABX_SJP组和SJP组不同时间点粪便样本SJP中咖啡酸、阿魏酸、阿魏酰奎尼酸、香草酸的变化。（C）ABX_SJP组与SJP组血清中洋川芎内酯B、洋川芎内酯D、洋川芎内酯C、丁基苯酞、丁烯基酞内酯、Z-川芎内酯、E-川芎内酯的浓度变化。（D）基于ABX_SJP和SJP组之间差异离子的PCA评分图；（E）ABX_SJP和SJP组之间DMs的类别和数量；（F）ABX_SJP和SJP组之间基于DMs富集的代谢通路。每组n=5，*p<0.05。
4. SJP可调节AMI大鼠的肠道菌群
为了进一步研究SJP对肠道微生物群的影响，我们选择了Con、ISO和SJP_L组（每组3个样本），通过16S rRNA基因测序进行肠道微生物组分析。扩增子序列变异（ASV）水平的Chao、Shannon和Simpson指数显示的α多样性不受SJP或AMI大鼠模型的影响（图4A）。然而，基于Bray-Curtis距离的主坐标分析（PCoA）图显示，SJP_L和ISO组之间的肠道微生物群结构存在分离（R=0.7695，p=0.001）。在主成分分析（PCA）图中，SJP_L组和Con组彼此接近（R=0.7366，p=0.001）（图4B–C）。上述结果表明，SJP对AMI大鼠肠道微生物群结构有显著影响。
图4 肠道微生物组多样性和结构分析，每组n=3
（A）通过观察到的物种Chao、Shannon和Simpson来估计Con、ISO和SJP_L组之间的物种多样性差异。（B）主成分分析（PCA）显示了样本组之间的区别。（C）主坐标分析（PCoA）显示了样本组之间的区别。（D）Con、ISO和SJP_L组肠道微生物群属水平的细菌分类图谱。
厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门是肠道微生物群中的主要门（图S6）。在属水平上，Con组和ISO组的肠道微生物群主要由毛螺菌科、Romboutsia和乳杆菌组成。乳杆菌是最丰富的属，占Con组肠道微生物群的21.79%，AMI后降至12.04%，这与MI患者肠道微生物群中乳杆菌的比例相似。毛螺菌科的比例从11.80%变为8.03%，这与临床观察到的趋势相同。Romboutsia是收缩压的最佳预测指标之一，在ISO组中明显更丰富，类似于慢性心力衰竭患者。SJP_L组中的优势属如下：毛螺菌、Allobaculum、棒状杆菌、Romboutsia和Blautia，在SJP处理后，毛螺菌占最大比例，约29.91%（图4D，表S3）。
为了观察每个样本中肠道微生物群的分布，我们生成了具有前15个相对丰度的肠道微生物群热图（图5A）。这证实了三组之间的微生物群落组成存在显著差异，一些肠道微生物群的相对丰度也发生了明显变化。毛螺菌、葡萄球菌和Blautia的相对丰度在Con组中富集，分别占肠道微生物群的11.80%、5.75%和2.44%，而ISO组的相应水平大大降低至8.03%、0.23%和0.96%，并在SJP处理后显著增加，分别占肠道微生物群的29.91%、2.59%和6.29%（图5B–D）。相反，在Con组中，Romboutsia和Jeotgalicoccus属的水平较低，分别为11.51%和1.54%，在ISO组中大幅增加，分别占肠道微生物群的24.62%和7.81%，SJP处理后分别降至6.48%和2.98%（图5E–F）。所有这些结果表明，SJP改变了肠道微生物群的结构，并调节了肠道微生物群的丰度。
我们使用Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States（PICRUSt2）工具进一步预测了代谢途径，共发现17种途径在Con组和ISO组之间的丰度不同（p<0.05，FC>1.5，图5G和表S4）。与ISO组相比，SJP_L组共有18条通路发生了显著改变（p<0.05，FC>1.5，图5H和表S5）。其中，9条途径（与脂质代谢和脂肪酸代谢相关）受到造模和SJP的不同影响，这些途径，特别是II型聚酮产物的生物合成、类固醇降解和不饱和脂肪酸的生物合成，可以被SJP不同程度地恢复。
图5 （A）Con、ISO和SJP_L组相对丰度为top15的肠道菌群热图。（B–F）葡萄球菌、毛螺菌、Blautia、Romboutsia和Jeotgalicoccus相对丰度变化的箱形图，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。（G）基于肠道微生物群功能预测ISO（ISO与Con）诱导的代谢途径改变。（H）基于肠道微生物群功能预测SJP诱导的代谢途径（SJP_L与ISO）。红色表示两组受影响的代谢途径。
5. 非靶向代谢组学评估SJP对AMI的保护作用
肠道微生物群可以产生生物活性代谢产物，这些代谢产物可以通过吸收进入肠肝循环而进入宿主的血液。基于LC-MS平台非靶向代谢组学，我们进一步评估了SJP对AMI大鼠血清和盲肠内容物代谢组的影响。
5.1 SJP改变了血清代谢组
在血清代谢组中，QC样本分布在一个中心聚类中，这表明从LC-MS获得的血清代谢组学数据是稳定可靠的（图S7A）。代谢物水平显著差异的火山图用于显示ISO组中481种失调的代谢物，其中199种代谢物上调，282种代谢物下调（Student’s t检验，p<0.01，FC>1.5，ISO vs. Con）（图6A）。Proggenesis QI（Waters，Milford，MA，USA）共鉴定了149个DMs（p<0.01，FC>1.5和VIP>1）。其中大多数是脂肪酸（28.86%）和甘油磷脂（40.60%）。SJP_L组中发现453种失调代谢产物，其中72种上调，381种下调（Student t检验，p<0.01，FC>1.5，SJP_L与ISO）（图6B）。然后，我们鉴定出112个VIP>1的DMs，并通过Proggenesis QI证实了它们的结构。如图6C所示，脂肪酸（25.00%）、甘油磷脂（16.96%）、类固醇（22.32%）和氨基酸（14.29%）在已鉴定的代谢产物中占很大比例。基于Con、ISO和SJP_L组中获得的DMs的PCA评分图显示了各组之间的明显差异（图6D）。如图6E所示，与Con组相比，AMI模型（Mod）组共有17个DMs上调，132个DMs下调，与Mod组比较，SJP_L组共有27个DMs上调和85个DMs下调。
图6 血清样本的非靶向代谢组学分析
（A）火山图显示ISO和Con组中DMs的变化。（B）火山图显示ISO和SJP_L组DMs的变化。（C）从Con、ISO和SJP_L组获得的DMs的类别和数量。（D）基于Con、ISO和SJP_L组中的DMs建立的主成分分析（PCA）图。（E）Con、ISO和SJP_L组DMs的热图。（F）血清中ISO（ISO与Con）诱导的代谢途径变化。（G）血清中SJP诱导的代谢途径变化（SJP_L与ISO）。
5.2 SJP改变盲肠内容物代谢组
在盲肠内容物代谢组中，QC样品高度重叠，这表明LC-MS技术在分析过程中具有良好的稳定性和再现性（图S7B）。在ISO组中，270种失调代谢物通过火山图显示，其中有253种上调代谢物和17种下调代谢物（Student’s ttest，p<0.01和FC>1.5，ISO与Con）（图7A）。我们通过Proggenesis QI鉴定出55个DMs（p<0.01，FC>1.5和VIP>1），其中脂肪酸（25.45%）和甘油磷脂（30.90%）占很大比例。在SJP组中，火山图显示共有779种失调代谢物，其中342种代谢物上调，437种代谢物下调（Student’s t检验，p<0.01，FC>1.5，SJP_L vs.ISO）（图7B）。共有113个DMs的VIP>1，它们的结构已被Proggenesis QI证实。如图7C所示，脂肪酸（19.47%）和甘油磷脂（50.44%）在已鉴定的代谢产物中占很大比例。基于Con、ISO和SJP_L组获得的DMs的PCA评分图显示了三组之间的明显分离（图7D）。如图7E所示，与Con组相比，Mod组共有50个DMs上调，5个下调，与Mod组相比，SJP_L组共有19个DMs上调和94个下调。
图7 盲肠内容物的非靶向代谢组学分析
（A）火山图显示ISO和Con组中DMs的变化。（B）火山图显示ISO和SJP_L组DMs的变化。（C）从Con、ISO和SJP_L组获得的DMs类别和数量。（D）基于Con、ISO和SJP_L组中DMs建立的主成分分析（PCA）图。（E）Con、ISO和SJP_L组DMs的热图。（F）盲肠内容物中ISO（ISO与Con）诱导的代谢途径变化。（G）盲肠内容物中SJP诱导的代谢途径变化（SJP_L vs. ISO）。
5.3 SJP的作用与脂肪酸代谢相关的代谢途径有关
为了进一步研究可能的代谢途径，我们将血清和盲肠内容物的DMs分别上传到Metabioalyst 5.0(https://www.metaboanalyst.ca/)，并通过基于相对丰度的“富集分析”将它们映射到生化途径中。在AMI模型中，脂肪酸和类固醇相关的生物过程，如不饱和脂肪酸的生物合成和类固醇激素的生物合成，在血清和盲肠含量代谢组中最为富集（图6F和7F）。KEGG代谢途径，包括鞘脂代谢、不饱和脂肪酸生物合成、亚麻酸代谢和花生四烯酸（AA）代谢，根据途径富集分析，在SJP处理后的血清代谢组中显著富集（图6G）。同样，SJP可以显著改善盲肠内容物代谢组中不饱和脂肪酸的生物合成、AA代谢、α-亚麻酸代谢和亚麻酸代谢（图7G）。SJP在血清和盲肠内容物代谢组中显著改变了不饱和脂肪酸的生物合成，这与肠道微生物群的预测结果一致。上述研究结果表明，脂肪酸相关代谢途径在SJP治疗效果中发挥着重要作用。
图8 血清、心脏组织和盲肠内容物的靶向代谢组学分析
（A–C）基于Con、ISO和SJP_L组血清、心脏组织和盲肠内容物的差异脂肪酸（学生t检验，p<0.05，FC>1.2）建立的主成分分析（PCA）图。（D）血清中的41个显著差异脂肪酸的热图。（E）心脏组织中39个显著差异脂肪酸的热图。（F）盲肠内容物中的21个显著差异脂肪酸的热图。
6. 靶向代谢组学评价SJP对AMI的心脏保护作用
在非靶向代谢组学中，我们发现脂肪酸代谢在SJP对AMI的保护作用中起着重要作用。为了验证结果，我们使用基于血清、盲肠内容物和心脏样本的靶向代谢组学分析，对158种脂肪酸进行了全面评估和准确定量。如图8A–C所示，使用基于158种脂肪酸的主成分分析模式，代谢组样品显示出Con、ISO和SJP_L组之间的明显分离。为了从脂肪酸的角度进一步探讨SJP对AMI的保护机制，Metabioalyst 5.0(https://www.metaboanalyst.ca/)被用来发现不同的脂肪酸（学生t检验，p<0.05，FC>1.2）。总的来说，血清、盲肠内容物和心脏样本中分别有41、21和39种脂肪酸发生了变化（表S6–8）。我们生成热图以显示不同组之间改变的脂肪酸的变化（图8D-F）。某些脂肪酸的相对丰度发生了明显变化，这证实了不同组之间在靶向代谢组学方面存在显著差异。这些脂肪酸属于类花生酸，由AA和二十碳五烯酸（EPA）或二十二碳六烯酸（DHA）通过环氧合酶（COX）途径、脂氧合酶（LOX）途径和CYP途径衍生而来（图9A）。此外，由于非靶向代谢组学在代谢组的158种脂肪酸中鉴定出17种脂肪酸为DMs，我们对靶向和非靶向的代谢组学研究中17种脂肪酸类水平的变化进行了比较。我们发现，8种脂肪酸在靶向和非靶向代谢组学中都表现出相同的变化趋势，心肌梗死（MI）后6种脂肪酸的浓度增加，SJP处理后降低。肾上腺酸和20COOH-LTB4在心脏和血清组织中均显示出显著差异。我们在心脏样本中检测到16-HETE、PGF1a和AA，在血清样本中检测出13个HDoHE和PGA2，盲肠内容物中14，15-diHETrE发生明显变化（图9B）。8种脂肪酸中的大多数是AA及其衍生物（14，15-diHETrE，16-HETE，PGF1a，PGA2，肾上腺酸和20COOH-LTB4）。
图9 （A）花生四烯酸通过磷脂酶A2酶从膜磷脂中释放，并可能通过三种氧化途径进行氧化，包括COX、LOX和CYP。（B）8种脂肪酸的相对丰度变化的箱形图，其在靶向和非靶向代谢组学中显示出相同的变化趋势。Con，对照组；ISO，ISO诱导的AMI模型组；SJP_L，SJP_L处理组；每组n=5，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。
讨论
T2MI是指在没有急性动脉粥样硬化血栓斑块破坏的情况下，由心肌氧需求增加和/或供应减少引起的MI。研究表明，异丙肾上腺素引起的心肌损伤是由于冠状动脉低血压引起的相对心肌缺氧和心肌过度活跃所致，这符合T2MI的特点。此外，ISO诱导的心肌缺血与人心肌缺血具有相似的病理生理和形态学变化。因此，我们选择了一个ISO诱导的模型来评估SJP对T2MI大鼠的影响。
肠道微生物群落的改变会极大地影响结肠的结构和功能，因为人体中90%的微生物主要存在于结肠中。在我们的研究中，AMI后结肠发生损伤，如肌层坏死和黏液腺之间的炎症细胞浸润。研究表明，结扎左前降支可导致AMI后第7天肠屏障受损。MI患者的肠道通透性增加，肠道屏障功能受损。总之，这些发现为急性心肌梗死导致肠道屏障损伤提供了有力的证据。AMI引起的肠屏障功能衰竭和肠黏膜通透性升高，使得AMI后肠道微生物群(乳酸杆菌、拟杆菌、链球菌)侵入血液成为可能，肠道细菌和肠道细菌衍生代谢物转运进入体循环，然后引发过度的免疫炎症并进一步增加MI后的心血管风险。我们的研究结果表明，SJP治疗可以抑制炎症细胞的浸润，恢复AMI引起的肠道屏障损伤。研究表明，川芎中的阿魏酸可以逆转淋巴细胞浸润的损伤，减轻结肠屏障功能障碍和肠道炎症，这表明SJP改善肠道屏障的作用可能与川芎有关。
先前的证据表明，肠道微生物群和肠道微生物群衍生的代谢产物在机制上与影响心血管疾病的生理过程有关。此外，越来越多的证据表明，肠道微生态失调可能与心血管疾病的发展有关。AMI患者和大鼠中肠道菌群出现失调以及几个菌属组成丰度变化。与之前的研究一致，在我们的研究中，Con和ISO组的肠道微生物群落和肠道微生物群衍生的代谢产物存在显著差异。我们确定了几个在AMI大鼠中显著富集的属，包括毛螺菌、Romboutsia和乳杆菌，与Con组相比，其变化趋势与临床患者一致。这些属都与脂肪酸有关，尤其是短链脂肪酸，例如，毛螺菌作为短链脂肪酸产生菌，被发现与多不饱和脂肪酸（PUFA）呈正相关，与EPA的变化呈负相关。它还可以将胆固醇转化为粪甾醇，降低血液中的胆固醇水平。乳杆菌可以提高短链脂肪酸的含量，调节脂质代谢紊乱，PUFA可以恢复乳酸杆菌的丰度。SJP处理可以恢复毛螺菌和Romboutsia的水平，导致高SCFA和脂质代谢，这可能在引发AMI复发中发挥作用。此外，SJP还可以逆转AMI引起的其他肠道微生物群的变化，如Blautia、葡萄球菌和Jeotgalicoccus。Blautia是一种细菌，含有多种乙酸和丁酸产生菌，具有抗炎作用，有助于肠黏膜损伤的恢复，并且与内脏脂肪含量呈负相关。Jeotgalicoccus可以合成转化为CYP酶的末端烯烃，然后这些CYP酶具有脱羧和羟基化脂肪酸（在α-和/或β-位置）的能力。葡萄球菌在血清中生长时，可以利用宿主脂肪酸作为其总脂肪酸的一部分，从而节约能源和碳。因此，肠道微生物群在SJP对AMI的保护作用中起着重要作用，其治疗机制可能与脂肪酸密切相关。
脂肪酸代谢以三磷酸腺苷（ATP）的形式提供约60%的能量来满足心脏的需求。在健康成人心脏中，线粒体氧化代谢产生约95%的ATP，脂肪酸氧化提供线粒体氧化代谢所产生ATP的70%至90%。循环游离脂肪酸水平升高会增加心血管并发症中的氧化应激。正常心肌细胞主要从脂肪酸中获得能量，一旦能量代谢受到阻碍，就不可避免地导致脂肪酸的积累。川芎中的化合物如四甲基吡嗪、阿魏酸和Z-川芎内酯可显著降低血清乳酸水平和血清游离脂肪酸水平。研究还表明，SJP对心血管疾病的保护作用与脂肪酸代谢有关。与之前的研究类似，我们研究中KEGG代谢途径富集分析表明，SJP处理后，血清和盲肠内容物代谢组中不饱和脂肪酸的生物合成、亚麻酸代谢和AA代谢显著富集。此外，SJP逆转的五种肠道微生物群也在一定程度上与脂肪酸有关。例如，毛螺菌和Blautia可以通过产生SCFA来影响它们的宿主。Jeotgalicoccus、葡萄球菌和Romboutsia都会直接或间接影响宿主体内的脂肪酸水平。我们的研究表明，SJP显著调节脂肪酸水平，并增加SCFA产生菌数量，如Blautia和毛螺菌。因此，对肠道微生物群的调节可能有助于SJP对AMI的保护，脂肪酸也可能发挥重要作用。
流行病学证据和二级预防试验表明，海洋来源的PUFA可以预防冠心病。据报道，饱和脂肪酸和反式脂肪酸增加，ω-6和ω-3多不饱和脂肪酸都能降低冠心病的风险。亚油酸是ω-6 PUFA家族的母体化合物，可以被拉长并去饱和为其他具有生物活性的ω-6 PUFAs，如γ-亚麻酸和AA。在本研究中，大多数差异脂肪酸是由AA、EPA或DHA氧化而成的类花生酸，它们在调节血小板聚集、血压和冠状动脉流量方面很重要。研究已经发现AMI患者的缺血和缺血后大脑和心脏以及血液中的脂肪酸浓度，特别是AA的浓度大大增加。AA首先通过磷脂酶A2从膜磷脂中释放，然后分别通过COX途径、LOX途径和CYP途径转化为前列腺素（PG）和血栓素（TX）或白三烯（LT），或羟基二十碳四烯（HETE）和环氧二十碳三烯酸（EET）。在心肌缺血的病理过程中，心肌磷脂酶A2活性被激活，CYP超家族的表达通常增加，这解释了在我们的研究中，存在AMI症状的情况下，组织中大多数类花生酸的浓度增加。川芎中的四甲基吡嗪能提高几种磷脂酰胆碱的含量，减少AA的释放，抑制胞浆磷脂酶A2（cPLA2）的磷酸化。丁基苯酞通过抑制cPLA2介导的TXA2合成和磷酸二酯酶活性显著抑制人类血小板活化。此外，有证据表明SJP可以影响一些CYP酶和转运蛋白的活性，这表明SJP治疗AMI可能与类花生酸有关。研究表明，内皮细胞和血管平滑肌细胞类花生酸失调，是导致血管功能障碍以及心血管疾病发病和死亡的重要原因。此外，代谢产物COX-1和COX-2有助于增加血管阻力和内皮功能障碍。CYP类花生酸20-HETE可能在心血管疾病中发挥重要作用，因为20-HETE水平升高会导致血管功能障碍。在我们的研究中，SJP处理显著降低了类花生酸的浓度，这表明SJP对AMI的保护作用与类花生酸有关，类花生酸可以缓解心血管疾病中的血压和血管功能障碍。
总之，我们在研究中对代谢组和肠道微生物组都进行了评价，以确定可能与肠道微生物群有关的活性代谢产物，并说明了SJP对AMI的保护机制。在我们的研究中，SJP改善了结肠形态，恢复了肠道微生物群的多样性和丰富度，并且多种肠道微生物群（包括Jeotgalicoccus、毛螺菌和Blautia）与脂肪酸显著相关。此外，AMI增加了组织中类花生酸的浓度，而SJP下调了改变的类花生酸水平。我们推测，血清和心脏组织中类花生酸的显著增加可能是AMI期间心脏的一种代偿机制，因为AA、EPA、DHA和衍生的类花生酸是心血管疾病的重要危险因素。此外，脂肪酸，尤其是类花生酸，可能与SJP对AMI的治疗效果密切相关。
这项研究有局限性。我们推荐将各种色谱柱一起应用于LC-MS样品分析，因为它可以以高度互补性增强代谢组覆盖率，并具有巨大的结合潜力；然而，我们只使用了一种类型的色谱柱，这可能导致本研究中受影响的代谢物数据不完全覆盖。此外，我们发现SJP影响的肠道微生物群与脂肪酸有关，尤其是SCFAs。然而，通过LC-MS直接分析SCFAs是一项挑战（较差的电离特性使SCFAs极难分析），通常需要化学衍生或GC-MS分析；因此在本研究中未检测到SCFAs。因此，我们将采用气相色谱-质谱法和衍生化法进行后续的SCFAs测定。
结论
我们首次从肠道微生物组、代谢组及其联系的角度研究了SJP对AMI的治疗机制。在本研究中，肠道微生物组和代谢组的结果都强调了脂肪酸，尤其是类花生酸，在SJP对抗AMI的治疗益处中发挥着至关重要的作用。SJP可以通过调节血清和心脏组织中类花生酸的水平来缓解心血管疾病中的血管功能障碍。
原文链接：
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37086873/
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