《Biochemical Pharmacology》：The sodium-glucose cotransporter-2 inhibitor canagliflozin alleviates endothelial dysfunction in a rat bypass model
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缺血再灌注损伤导致冠状动脉旁路移植血管内皮功能障碍，SGLT-2抑制剂卡格列净可通过补充和注射联合方式减轻损伤，改善血管最大松弛反应并减少DNA断裂和CD31表达下降。
明·马（Ming Ma）| 索连（Shuo Lian）| 帕特里夏·克拉夫特（Patricia Kraft）| 托比亚斯·迈尔（Tobias Mayer）| 亚历克斯·阿里·萨尤尔（Alex Ali Sayour）| 马蒂亚斯·卡尔克（Matthias Karck）| 加博尔·萨博（Gábor Szabó）| 塞维尔·科尔克马兹-伊科兹（Sevil Korkmaz-Ic?z）
德国海德堡大学医院心脏外科，69120海德堡
摘要
冠状动脉旁路移植手术中的缺血/再灌注（IR）损伤会对内皮细胞的完整性和功能产生不利影响。研究表明，卡那格列净（CANA）可以降低心血管事件的风险，这一效果与患者是否患有糖尿病无关。我们假设，在非糖尿病的刘易斯大鼠模型中，补充和/或使用卡那格列净可以保护移植的血管。首先获取对照组大鼠（n=9）的主动脉弓，然后制备主动脉环并置于器官浴中。在IR组和IR+CANA补充组（每组n=8）中，主动脉弓分别在4°C下用生理盐水或含有5μM卡那格列净的生理盐水中保存1小时，随后进行移植。在IR+CANA注射组和IR+CANA补充+注射组（每组n=9）中，主动脉弓先在冷生理盐水中保存1小时，然后在再灌注前5分钟通过静脉注射给予卡那格列净（10μg/kg）。经过1小时的体内血液再灌注后，对血管功能进行了体外评估，并进行了免疫组化分析。与对照组相比，IR组中乙酰胆碱引起的最大松弛度（Rmax）显著降低（20±3% vs 83±2%，p<0.05），而在IR+CANA注射组和IR+CANA补充+注射组中这一指标有所改善（36±2% vs 20±3%，p<0.05；45±3% vs 20±3%，p<0.05）。此外，IR+CANA补充+注射组的乙酰胆碱最大松弛度进一步增加（45±3% vs 31±2%，p<0.05；45±3% vs 36±2%，p<0.05）。与对照组相比，IR组中的DNA链断裂增多现象在所有卡那格列净处理组中都得到了减轻。IR+CANA注射组和IR+CANA补充+注射组的CD-31免疫反应性也有所改善。研究表明，卡那格列净能够缓解再血管化啮齿动物模型中的内皮功能障碍。
引言
心血管疾病仍然是全球发病率和死亡率的主要原因，其中冠状动脉疾病（CAD）是主要致病因素。通过冠状动脉旁路移植（CABG）进行再血管化是治疗晚期CAD患者的常见且有效的方法[1]。尽管CABG手术成功率较高，但仍存在并发症，尤其是缺血/再灌注（IR）损伤，这可能导致移植失败和临床预后不良[2]。当缺血组织恢复血液供应时，会引发氧化应激、炎症和细胞凋亡，从而损害移植血管中的内皮细胞和平滑肌细胞的功能[3]。在CABG手术过程中保护血管移植物至关重要。传统的保存方法（如等渗生理盐水和肝素化血液）在预防内皮功能障碍和IR损伤相关的细胞凋亡方面效果有限[4]。因此，亟需新的策略来改善移植物的保存效果并减少IR损伤的影响。
钠-葡萄糖共转运蛋白2型（SGLT-2）抑制剂是一类最初为治疗2型糖尿病（T2DM）而开发的药物，最近因其潜在的心血管保护作用而受到关注。卡那格列净（CANA）作为这类抑制剂之一，已被证明能够降低T2DM患者的心血管事件风险[6,7]。CANVAS项目和CREDENCE研究[8,9]提供了大量证据，证明卡那格列净能够降低高风险人群的心血管死亡率和住院率。这些发现引发了人们对卡那格列净除血糖控制之外的其他潜在多效性的兴趣。临床前研究表明，卡那格列净可能对血管系统具有直接的保护作用，包括抗炎和抗氧化特性[10]。Lim等人发现，长期口服卡那格列净（四周）可显著降低糖尿病和非糖尿病大鼠的心肌梗死面积[11]。Sayour等人进行了体内实验[12]和荟萃分析[13]，发现急性静脉注射卡那格列净可在缺血后减轻心肌再灌注损伤，且这一效果不受糖尿病状态的影响。此外，我们之前的研究也证实了卡那格列净能在体外缓解IR损伤引起的内皮功能障碍[14]。
鉴于现有保存方法的局限性以及越来越多关于卡那格列净血管保护作用的证据，我们提出假设：卡那格列净能够在再血管化的啮齿动物模型中保护血管移植物免受IR损伤。
动物
实验动物
实验所用动物为12-14周大的雄性刘易斯大鼠，体重在280-350克之间，来自法国圣贝尔特万（Saint Berthevin）的Janvier实验室。这些大鼠被饲养在德国海德堡大学实验室动物资源部门，环境温度控制在22±2°C，光照周期为12小时明暗交替，可自由摄取标准大鼠饲料和饮用水。所有涉及动物的实验均遵循“伦理原则”中的规定进行。
血管收缩功能
通过高钾（K+）诱导的去极化和苯肾上腺素激活α1-肾上腺素受体来评估血管收缩功能。在所有IR组中，无论是否使用卡那格列净处理，KCl引起的最大收缩反应均低于对照组（表2，图1A），而苯肾上腺素引起的最大收缩反应则增强（表2，图1B），这表明血管受到了IR损伤。无论是作为补充剂、注射还是两者结合使用，卡那格列净均未能显著改善这一情况。
讨论
本研究首次探讨了SGLT-2抑制剂卡那格列净在啮齿动物再血管化模型中减轻IR损伤引起的内皮功能障碍的治疗潜力。结果表明，给予卡那格列净或用含卡那格列净的生理盐水保存主动脉弓，可缓解IR损伤后的血管内皮功能障碍。
心血管疾病是全球死亡的主要原因，其中冠状动脉疾病（CAD）尤为突出
术语表
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缺血是指身体某部位的血流和氧气供应受到限制或减少的状态。
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冷缺血是指在低温条件下进行移植物保存的过程。
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再灌注是指在组织缺血后恢复血液供应的过程。
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缺血/再灌注损伤，也称为再氧合损伤，是指组织在缺血后恢复血液供应时发生的损伤。
作者贡献声明
明·马（Ming Ma）：数据整理、研究设计、方法学、初稿撰写、审稿与编辑。索连（Shuo Lian）：数据整理、研究设计、方法学、初稿撰写、审稿与编辑。帕特里夏·克拉夫特（Patricia Kraft）：研究设计、数据整理。托比亚斯·迈尔（Tobias Mayer）：方法学、研究设计、数据分析、数据整理。亚历克斯·阿里·萨尤尔（Alex Ali Sayour）：稿件撰写、审稿与编辑、验证。马蒂亚斯·卡尔克（Matthias Karck）：资源协调、验证、稿件撰写、审稿与编辑。加博尔·萨博（Gábor Szabó）：稿件撰写、审稿与编辑。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
特此感谢Karin Sonnenberg提供的专业技术支持。同时感谢德国海德堡大学病理学研究所CMCP模型系统与比较病理学中心的帮助，尤其是在组织脱水/处理方面的协助。M.M还获得了中国留学基金委员会（CSC）的奖学金支持。
