黄芪甲苷IV通过ATF4调控自噬改善尿毒症心肌损伤的作用与机制研究

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

本研究针对尿毒症心血管疾病高死亡率难题，探讨黄芪甲苷IV（AS-IV）通过抑制ATF4（激活转录因子4）调控自噬通路改善心肌损伤的机制。通过5/6肾切除小鼠模型和尿毒症血清诱导的H9C2细胞实验，发现AS-IV可显著改善心肾功能、抑制心肌细胞凋亡，其作用与抑制ATF4表达及过度自噬相关，并涉及PI3K通路激活。该研究为尿毒症心肌损伤提供了新的治疗靶点。

　　

慢性肾脏病（CKD）已成为全球性公共卫生挑战，影响超过8亿人口，其中终末期肾病（ESRD）患者心血管事件发生风险显著升高，成为主要死因。尿毒症状态下，心肌损伤的机制复杂，涉及炎症反应、氧化应激及自噬失衡等多重因素。尽管传统中药活性成分黄芪甲苷IV（AS-IV）在多种心血管疾病中展现出保护作用，但其在尿毒症心肌损伤中的具体机制尚未明确。

本研究通过构建5/6肾切除（5/6 Nx）小鼠模型及尿毒症血清（US）诱导的H9C2心肌细胞损伤模型，系统评估AS-IV的心肾保护效应。研究人员采用超声心动图、ELISA、TUNEL染色、Western blot等技术，发现AS-IV能显著降低血清肌酐（Scr）、尿素氮（BUN）、乳酸脱氢酶（LDH）及肌酸激酶同工酶（CK-MB）水平，改善左心室射血分数（LVEF）和短轴缩短率（LVFS），并抑制心肌纤维化标志物α-辅肌动蛋白（α-actinin）和α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）的表达。

关键技术方法

研究通过动物模型（5/6肾切除小鼠）和细胞模型（US处理的H9C2细胞）模拟尿毒症心肌损伤，主要采用超声心动图评估心功能，ELISA检测血清标志物，Western blot和免疫荧光分析自噬相关蛋白（LC3Ⅱ/Ⅰ、p62）及ATF4表达，透射电镜观察自噬体形成，并通过质粒转染和抑制剂干预调控ATF4功能。

AS-IV改善心肾功能并抑制心肌纤维化

通过ELISA和超声心动图检测发现，AS-IV治疗组小鼠的Scr、BUN、LDH、CK-MB水平显著降低，LVEF和LVFS提升，同时心肌纤维化标志物表达下降。加入自噬激活剂雷帕霉素后，AS-IV的保护作用被逆转，提示其疗效与自噬抑制相关。

AS-IV通过抑制ATF4减轻心肌细胞凋亡

TUNEL实验及流式细胞术显示，AS-IV显著降低5/6Nx小鼠和US处理H9C2细胞的凋亡率。Western blot和qRT-PCR证实AS-IV抑制ATF4表达，而ATF4过表达质粒转染可抵消AS-IV的细胞保护作用。

AS-IV通过ATF4调控自噬通路

免疫荧光和Western blot结果显示，US处理组LC3Ⅱ/Ⅰ比值升高、p62表达下降，自噬体数量增加，而AS-IV和ATF4抑制剂（ISRIB）均能逆转这些变化。ATF4过表达则削弱AS-IV对自噬的抑制作用。

PI3K通路参与AS-IV的调控机制

研究发现AS-IV和ISRIB均可激活PI3K磷酸化（p-PI3K），而ATF4过表达会抑制该效应，表明ATF4位于PI3K上游，参与自噬调控。

结论与意义

本研究首次揭示AS-IV通过抑制ATF4表达，调控PI3K通路进而抑制过度自噬，缓解尿毒症心肌损伤。该发现为尿毒症相关心血管疾病的治疗提供了新靶点，同时拓展了中药活性成分在多器官保护中的作用机制。研究发表于《Scientific Reports》，为临床转化提供了实验依据。