海军医科大等揭示四逆汤中多种线粒体靶向成分改善心脏能量和线粒体功能障碍以减轻阿霉素诱导的心肌损伤

【写在前面】：本期推荐的是由空军医科大学药学院、中国药科大学药学院、空军医科大学西京医院中医科等研究团队合作近期发表于Theranostics (IF12.4）的一篇文章，揭示四逆汤中多种线粒体靶向成分改善心脏能量和线粒体功能障碍以减轻阿霉素诱导的心肌损伤。推文标题应为 空军医科大，侵删！

【题目及作者信息】

Multiple mitochondria-targeted components screened from Sini decoction improved cardiac energetics and mitochondrial dysfunction to attenuate doxorubicin-induced cardiomyopathy

【摘要】（阅读原文为主）

理由：四逆汤（SND）是一种有效的抗DOX诱导型心肌病（DCM）的制剂，但其有效成分组合（AIC）及其作用机制尚不清楚。因此，本研究旨在鉴定AIC并阐明AIC对DCM的潜在机制。

方法：采用新型的二维心脏线粒体膜色谱（CMMC）-TOFMS分析系统筛选AIC，并通过DOX诱导的H9c2细胞损伤模型中的细胞活力、活性氧（ROS）生成、ATP水平和线粒体膜电位进一步验证AIC。然后，应用心脏线粒体代谢组学和蛋白质组学的综合模型，在体外阐明其潜在机制。

结果：CMMC柱的使用寿命显著提高到10天以上。在H9c2细胞模型中，筛选出对DOX心脏毒性具有保护作用的Songorine（S）、neoline、talatizamine、8-姜酚（G）和异甘草素（I），它们在一维CMMC柱上表现出更强的保留力。根据SND的生物活性评价和相容性理论，从SND中筛选出S、G和I作为AIC。在提高ATP水平和线粒体膜电位以及抑制细胞内ROS产生方面，S、G和I的体外联合使用比单独使用的任何成分都产生了更深远的治疗效果。此外，SGI可能通过调节线粒体能量代谢和线粒体功能障碍来减弱DCM。

结论：提供了科学的证据支持SND的SGI组合可作为DCM的益生元制剂。重要的是，所提出的二维CMMC-TOFMS分析系统为天然产物中的线粒体靶向化合物提供了高通量筛选策略，可应用于其他亚细胞细胞器模型进行药物发现。

图文摘要

【前言】

阿霉素（DOX）是一种广泛用于治疗实体瘤和白血病的化疗药物，但其临床应用受到剂量依赖性心脏毒性的严重限制。地塞米松是唯一经临床批准的抗DOX心脏毒性的心脏保护剂。然而，已显示出与右唑烷相关的继发性恶性肿瘤风险，这导致其从欧洲市场上被移除。因此，迫切需要找到治疗DOX诱导的心肌病（DCM）的有效和安全的替代策略。

中药在药物发现方面显示出巨大的潜力，这为从中药中寻找治疗扩张型心肌病的新药提供了机会。四逆汤（SND）是中国药典中正式记载的治疗心血管综合征的一种著名中药配方，由胭脂子、生姜和甘草组成，质量比为3:2:3。我们小组和其他人的研究表明，SND有效缓解扩张型心肌病的症状，并恢复紊乱的代谢稳态。然而，SND中的心脏保护成分以及DCM的缓解机制仍需进一步研究。

【结果部分】

1.共价修饰心脏线粒体膜固定相的合成工艺。

2.纯化线粒体的纯度评估，以及HRTEM图像、蛋白质含量和印迹、线粒体膜涂层APTES二氧化硅固定相的选择性、寿命和再现性。

3.SND的2D等高线图。

4.六种弱保留组分、五种强保留组分和SGI组合对DOX诱导的H9c2细胞死亡、ROS产生和ATP水平的影响。

5.和SGI组合及其各自成分对H9c2细胞ΔΨm耗散的影响以及SGI组合对DOX抗肿瘤活性的影响。

6.SGI联合用药减轻体内DCM。

7.基于UHPLC-MS的对照组、DOX组和SGI组心肌线粒体样品的代谢组学分析。

8.DEPs的鉴定、生物学功能和途径富集分析。

9.基于线粒体代谢组学和蛋白质组学结果的DCM在心脏线粒体中的代谢网络示意图和SGI调节。

10.与TCA循环和脂肪酸代谢相关的Ogdh、Sdha、Cpt1b、Cpt2和Acsl1的蛋白质印迹和定量（A）以及与线粒体动力学相关的Opa1、Mfn1和Mfn2（B）和（C）DEPs的Chord图表示。

【结论与讨论】

我们的研究提出了一种新的综合2D CMMC-TOFMS分析系统，用于筛选SND中的活性成分以对抗DCM。与未改性的柱相比，使用温和简单的两步醛改性制备的CMMC柱表现出从3天到10天的柱寿命延长和优异的再现性。筛选出五种对DOX心脏毒性具有潜在活性的成分，包括新碱、他拉替扎明、S、G和I，并通过体外实验进行了证实。基于SND的生物活性评价和相容性理论，随后从SND中选择S、G和I作为AIC。SGI的治疗效果在体外和体内实验中得到了验证。在提高ATP水平和线粒体膜电位以及抑制细胞内ROS产生方面，S、G和I的体外联合使用比单独使用的任何成分都产生了更深远的治疗效果。此外，线粒体代谢组学和蛋白质组学的综合模型显示，SGI可以通过调节线粒体能量代谢和线粒体功能障碍来减轻DCM。总的来说，这项工作为SGI联合治疗扩张型心肌病提供了科学依据，并可能被认为是一项在线粒体水平上探索TCMs潜在活性成分和作用机制的有用的中试试验。重要的是，所提出的共价设计的CMMC与2D-LC分析系统相结合，为天然产物中的线粒体靶向化合物提供了高通量筛选策略，可应用于其他亚细胞细胞器模型进行药物发现。

转自：“如沐风科研”微信公众号

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