Cirsiliol通过PPAR-α/AMPK通路改善糖尿病心肌病：抑制氧化应激与恢复能量代谢的新机制

《Scientific Reports》：Cirsiliol alleviates diabetic cardiomyopathy by inhibiting oxidative stress and improving energy metabolism through the PPAR-α/AMPK pathway

本研究针对糖尿病心肌病（DCM）中心肌能量代谢紊乱、氧化应激及炎症反应等关键病理环节，首次揭示黄酮类化合物Cirsiliol可通过激活PPAR-α/AMPK信号轴，上调脂肪酸氧化关键酶CPT1和p-ACC表达，恢复线粒体膜电位，降低MDA水平并提升SOD活性，显著改善高糖诱导的心肌细胞损伤和STZ诱导的糖尿病小鼠心功能。该研究为多靶点干预DCM提供了新的实验依据。

　　

随着糖尿病发病率的持续攀升，糖尿病心肌病（Diabetic Cardiomyopathy, DCM）已成为糖尿病患者发生心力衰竭的核心诱因。其病理特征复杂，涉及心肌能量代谢紊乱、线粒体功能障碍、氧化应激及慢性炎症反应等多个环节的恶性循环。尽管现有降糖药物如二甲双胍可通过激活AMP激活蛋白激酶（AMP-activated protein kinase, AMPK）改善全身代谢，但对心肌线粒体稳态及炎症微环境的直接调控作用有限；常用β受体阻滞剂虽可缓解交感神经过度激活，却可能进一步抑制AMPK活性，加剧心肌能量代谢失衡。因此，针对AMPK及其协同信号网络——过氧化物酶体增殖物激活受体α（Peroxisome Proliferator-Activated Receptor α, PPAR-α）进行调控，同时干预氧化应激-炎症级联反应，已成为DCM治疗的新策略。

在这一背景下，天然黄酮类化合物Cirsiliol（5,3',4'-三羟基-6,7-二甲氧基黄酮）因其在抗炎、抗氧化及抗肿瘤等多领域的显著活性受到关注。然而，其对DCM中心肌能量代谢与炎症反应的调控作用尚不明确。发表在《Scientific Reports》的最新研究首次系统阐明了Cirsiliol通过PPAR-α/AMPK通路改善DCM的多维保护机制。

为明确Cirsiliol的作用机制，研究团队综合运用细胞与动物模型：在高糖处理的H9C2心肌细胞中，通过CCK-8法和Annexin V/PI双染色评估细胞活力与凋亡；在链脲佐菌素（Streptozotocin, STZ）诱导的糖尿病小鼠模型中，通过超声心动图检测心功能指标（左心室射血分数LVEF、左心室缩短分数LVFS等），并采用蛋白质印迹（Western Blot）、酶联免疫吸附试验（ELISA）及生化检测（MDA、SOD）等技术分析氧化应激、凋亡及炎症相关分子表达。此外，通过JC-1荧光探针评估线粒体膜电位变化，并利用PPAR-α激动剂（GW7647）和抑制剂（GW6471）进行功能验证。

Cirsiliol以剂量和时间依赖方式缓解高糖诱导的心肌细胞损伤

研究显示，Cirsiliol在0–60 μM浓度范围内可剂量依赖性地提升H9C2细胞活力，最高使存活率增至基准水平的130%–140%。高糖处理48小时后，细胞活力降至50%，而Cirsiliol干预组（20 μM和50 μM）在72小时仍能维持活力在60%–80%。凋亡分析进一步表明，Cirsiliol显著降低高糖诱导的晚期凋亡/坏死细胞比例（Annexin V+/PI+），并提高早期凋亡细胞存活率，说明其通过抑制凋亡通路发挥保护作用。

Cirsiliol改善糖尿病小鼠代谢紊乱与心功能障碍

在STZ诱导的糖尿病小鼠模型中，Cirsiliol（20 mg/kg）干预4周后，血糖水平较糖尿病组下降约20%，体重部分恢复，饮水量显著减少。心功能方面，Cirsiliol治疗使左心室射血分数（LVEF）恢复至正常组的70%，左心室舒张末期容积（LVEDV）和收缩末期容积（LVESV）显著降低，LVFS提升，表明其可有效逆转心室重构和心功能损伤。

Cirsiliol抑制炎症因子表达缓解DCM心脏损伤

糖尿病小鼠心脏组织中IL-6、IL-8、MCP-1及VCAM-1表达显著升高（约2.8–3倍）。Cirsiliol干预后，这些炎症因子水平明显回落，其中IL-8和VCAM-1表达降至正常组的1.9倍和1.6倍，提示其通过抑制炎症因子释放发挥抗炎作用。

Cirsiliol通过调控氧化应激、凋亡与炎症标志物缓解DCM心脏损伤

Western Blot与ELISA分析显示，Cirsiliol显著降低糖尿病心脏中脂质过氧化产物MDA水平，提升抗氧化酶SOD活性；同时下调促凋亡蛋白Bax表达、上调抗凋亡蛋白Bcl-2，降低Bax/Bcl-2比值；炎症因子IL-6和TNF-α水平也明显回落。表明Cirsiliol通过缓解氧化应激、抑制凋亡及下调炎症反应多途径发挥心脏保护作用。

DCM中PPAR-α/AMPK通路抑制及Cirsiliol的部分修复作用

糖尿病心脏中PPAR-α、磷酸化AMPK（p-AMPK）及其下游靶点CPT1表达显著降低，脂肪酸合成关键酶p-ACC水平也下降，提示PPAR-α/AMPK通路活性受抑。Cirsiliol干预后，PPAR-α、p-AMPK、CPT1和p-ACC表达均部分恢复，表明其通过激活该信号轴促进脂肪酸氧化，改善代谢紊乱。

PPAR-α功能验证：激动剂增强Cirsiliol效益

使用PPAR-α激动剂GW7647可进一步强化Cirsiliol对IL-6、IL-1β的抑制效应，提升谷胱甘肽（GSH）水平，增强抗氧化（降低MDA、提升SOD）与抗凋亡（降低Bax、升高Bcl-2）作用，并协同激活PPAR-α/AMPK代谢轴，上调PPAR-α、CPT1、p-AMPK和p-ACC表达。

PPAR-α抑制逆转Cirsiliol保护作用

相反，PPAR-α抑制剂GW6471几乎完全抵消Cirsiliol的益处：炎症因子水平反弹、GSH下降、氧化应激与凋亡指标恶化，PPAR-α/CPT1表达及AMPK/ACC磷酸化受抑，证实Cirsiliol的抗炎、抗氧化、抗凋亡及代谢调节作用强烈依赖PPAR-α信号。

本研究首次揭示Cirsiliol通过协同激活PPAR-α/AMPK信号轴，增强CPT1介导的脂肪酸氧化，恢复线粒体膜电位，抑制Bax/Bcl-2依赖的凋亡通路，并下调IL-6、TNF-α等炎症因子释放，从而多维干预DCM的病理进程。这些发现不仅阐明了Cirsiliol在调控能量代谢稳态、凋亡平衡及炎症微环境中的多重作用网络，也为开发靶向DCM的治疗策略提供了理论依据。值得注意的是，研究采用STZ诱导的1型糖尿病模型，未能完全模拟人类2型糖尿病合并代谢综合征的DCM病理特征，且Cirsiliol的长期安全性、药代动力学特性仍有待进一步评估。未来研究需在胰岛素抵抗或肥胖模型中验证其疗效，并深入探索其直接靶点与上游调控机制。