13-甲基巴马汀通过靶向C5a-C5aR1轴抑制中性粒细胞胞外诱捕网形成缓解心肌缺血/再灌注损伤

本研究针对心肌缺血/再灌注(I/R)损伤中补体系统过度激活引发的炎症反应，首次揭示天然异喹啉生物碱13-甲基巴马汀(13-Me-PLT)通过靶向抑制中性粒细胞C5a受体1(C5aR1)，阻断C5a-C5aR1轴介导的中性粒细胞胞外诱捕网(NET)形成，显著改善心脏功能并减轻炎症损伤。该研究为心肌I/R损伤提供了新型治疗靶点和候选药物，发表于《Redox Biology》。

　　

心血管疾病是全球首要死因，其中心肌缺血/再灌注(I/R)损伤占最终梗死面积的50%，是导致心力衰竭的关键因素。尽管再灌注治疗能恢复血流，却会触发补体系统过度激活和中性粒细胞浸润，形成双刃剑效应。尤其值得注意的是，中性粒细胞作为首批抵达损伤部位的免疫细胞，通过释放中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)——一种由DNA骨架和颗粒蛋白(如髓过氧化物酶MPO、中性粒细胞弹性蛋白酶NE)组成的网状结构，在抗菌防御与组织损伤中扮演矛盾角色。然而，针对NETs形成的治疗策略仍属空白，传统中药活性成分的干预机制更是未解之谜。

北京中医药大学中药学院及北京市中医药研究所的研究团队从黄连中分离得到新型异喹啉生物碱13-甲基巴马汀(13-Me-PLT)，通过整合RNA测序、分子对接、表面等离子共振(SPR)和流式细胞术等多学科技术，系统揭示了其心肌保护机制。研究发现13-Me-PLT能选择性结合中性粒细胞表面C5aR1，抑制C5a-C5aR1轴驱动的NETosis过程，从而减轻心肌损伤。该成果为开发靶向补体-中性粒细胞轴的新型抗炎药物提供了理论依据。

研究采用的主要技术包括：建立大鼠心肌I/R模型评估心脏功能；RNA测序(RNA-seq)筛选差异表达基因；分子动力学模拟和SPR验证13-Me-PLT与C5aR1的结合特性；流式细胞术分析中性粒细胞亚群；扫描电镜(SEM)观察NETs超微结构。

3.1 13-Me-PLT改善心肌I/R损伤

通过超声心动图、TTC/Evans blue染色和TUNEL检测，发现13-Me-PLT剂量依赖性提高左室射血分数(LVEF)和短轴缩短率(LVFS)，减少梗死面积和心肌细胞凋亡。Western blot显示其上调抗凋亡蛋白BCL-2，下调促凋亡蛋白BAX，同时降低血清乳酸脱氢酶(LDH)、肌钙蛋白T(cTnT)和炎症因子IL-1β、IL-6水平。

3.2 13-Me-PLT靶向抑制C5aR1蛋白

RNA-seq分析发现I/R组NET形成信号通路显著激活，其中C5ar1基因表达上调最显著。分子对接显示13-Me-PLT与C5aR1结合自由能达-7.9 kcal/mol，形成氢键和疏水相互作用。SPR测定其解离常数(KD)为55 μM，证实中等亲和力。

3.3 13-Me-PLT减少中性粒细胞C5aR1表达

流式细胞术揭示CD11b⁺Ly-6G⁺中性粒细胞是梗死边缘区主要浸润细胞，13-Me-PLT处理使其比例从8.5%降至4.3%，且C5aR1平均荧光强度降低42%。

3.4 C5a-C5aR1轴抑制减轻NETs形成

使用C5aR1拮抗剂PMX53和NETs降解剂DNase I证实，阻断该轴可减少MPO、NE和瓜氨酸化组蛋白H3(CitH3)表达，降低活性氧(ROS)水平，改善心脏功能。免疫荧光显示NE与C5aR1共定位，PMX53处理使共定位信号减弱65%。

3.5 13-Me-PLT逆转C5aR1过表达效应

在C5aR1激动剂BM213诱导的模型中，13-Me-PLT处理使血浆C5a、C5b-9复合物和NETs标志物水平恢复至基线，SEM观察到NETs纤维结构缩短70%。

3.6 体外验证NETs抑制机制

原代中性粒细胞实验显示，重组C5a(rmC5a)刺激导致典型NETs结构延伸，而13-Me-PLT处理使MPO核转位减少，NETs相关蛋白表达下降50%。

这项研究首次阐明C5a-C5aR1轴通过驱动NETosis加剧心肌I/R损伤的分子机制，并发现13-Me-PLT作为天然C5aR1抑制剂的应用潜力。与传统药物阿托伐他汀相比，13-Me-PLT在10-20 mg/kg剂量即显示显著疗效，且具有多靶点调控优势。研究不仅为理解补体系统与先天免疫的交互提供了新视角，也为开发靶向NETs的心血管药物开辟了路径。未来需进一步优化13-Me-PLT的给药方案，并通过基因编辑模型验证其靶点特异性，推动其向临床转化。