鳶尾素通過PI3K-AKT-mTOR信號(hào)通路減輕糖尿病心肌病小鼠的心肌損傷*

黃 靜， 張 馳， 范忠才

（西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，四川 瀘州 646000）

糖尿病心肌?。╠iabetic cardiomyopathy，DCM）是一種特異性心肌病，是造成人類死亡的心血管系統(tǒng)疾病之一，其發(fā)病機(jī)制尚不明確。國內(nèi)外研究表明，DCM 可能與糖脂代謝紊亂、胰島素抵抗、鈣信號(hào)異常、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)激活、細(xì)胞凋亡、氧化應(yīng)激、炎癥和免疫調(diào)節(jié)紊亂等有關(guān)，這些因素相互作用導(dǎo)致心肌纖維化和肥大的病理改變，最終影響心肌收縮舒張功能，發(fā)展為心力衰竭［1-3］。

鳶尾素（irisin）［4］是 2012 年發(fā)現(xiàn)的一種肌肉因子，可以上調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體γ 輔激活因子1α（peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α），促進(jìn)其下游含Ⅲ型纖連蛋白結(jié)構(gòu)域蛋白5（fibronectin type III domain-containing protein 5，F(xiàn)NDC5）在骨骼肌細(xì)胞中的表達(dá)，經(jīng)過剪切、修飾后形成的分泌型蛋白即鳶尾素，并釋放到血液循環(huán)，到達(dá)靶器官發(fā)揮生理作用，是骨骼肌分泌的直接調(diào)節(jié)白色脂肪棕色化、促進(jìn)能量釋放的蛋白。骨骼肌是循環(huán)鳶尾素的主要來源，只有小部分（約28%）由脂肪組織釋放［4-6］。人和小鼠鳶尾素的氨基酸序列同源性達(dá)100%，其功能非常保守，具有緩解心肌肥厚、降低缺血再灌注損傷心肌的氧化應(yīng)激、緩解心力衰竭、抗心肌纖維化等作用，其機(jī)制可能與減輕胰島素抵抗、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、減少炎癥因子表達(dá)、減少氧化應(yīng)激、減輕纖維化及調(diào)節(jié)凋亡有關(guān)，是代謝紊亂疾病的治療新靶點(diǎn)，是一種有前景的治療代謝紊亂和心血管疾病的方法［7-9］。

磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）在多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮重要作用。蛋白激酶B（protein kinase B，PKB/AKT）是PI3K下游關(guān)鍵靶點(diǎn)，其中AKT1 主要參與細(xì)胞的生長和抗凋亡，與心血管功能調(diào)節(jié)關(guān)系密切；AKT2是胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中重要的信號(hào)分子；活化的AKT 可進(jìn)一步調(diào)控其下游靶蛋白，如哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）。mTOR 信號(hào)傳導(dǎo)主要通過PI3K-AKT-mTOR 途徑激活，并進(jìn)一步調(diào)控下游蛋白，對(duì)細(xì)胞生長、增殖、凋亡、自噬及細(xì)胞周期等多種生理功能發(fā)揮調(diào)控作用［10-11］。

在過去的研究中，鳶尾素已被證明與糖尿病、PI3K/AKT 通路及心血管疾病密切相關(guān)，如鳶尾素可經(jīng)過PI3K/AKT/FOXO1 通路降低糖異生，改善葡萄糖代謝，減輕脂毒性誘導(dǎo)的胰島β 細(xì)胞功能障礙所致的胰島素抵抗和敏感性降低［12-13］。鳶尾素的全身給藥可激活A(yù)MPK/PI3K/AKT/eNOS 通路，減輕內(nèi)皮損傷和動(dòng)脈粥樣硬化［14］，可通過整合素αVβ5/PI3K 通路抑制尼古丁介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞浸潤和平滑肌細(xì)胞增殖，延緩動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展［15］，并通過AKT/mTOR 信號(hào)通路，降低H2O2誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)ROS 水平來抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的心肌重構(gòu)，特異性阻止氧化應(yīng)激下心肌細(xì)胞的凋亡［16］，還能通過PI3K/AKT 通路促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞誘導(dǎo)的血管生成，促進(jìn)心肌梗死心臟功能的恢復(fù)［17］。在調(diào)節(jié)細(xì)胞功能方面，鳶尾素可誘導(dǎo)PI3K/AKT通路介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)和線粒體熱生成，促進(jìn)心肌細(xì)胞的新陳代謝［18］。但鳶尾素是否通過PI3K/AKT/mTOR 信號(hào)傳導(dǎo)途徑在DCM 中發(fā)揮作用尚缺乏報(bào)道。因此，本研究擬探討外源性鳶尾素能否通過PI3K/AKT/mTOR 通路減輕DCM 小鼠的心肌損傷及其可能機(jī)制。

材料和方法

1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、主要藥品及試劑

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF 級(jí)健康4 周齡雄性C57BL/6 小鼠24只，購自成都達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司，動(dòng)物許可證號(hào)：SCXK（川）2019-031。飼養(yǎng)于西南醫(yī)科大學(xué)恒溫動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室，溫度（23±2）℃，實(shí)驗(yàn)期間每日12 h光照維持晝夜循環(huán)，自由進(jìn)食進(jìn)水，飼養(yǎng)環(huán)境符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境設(shè)施要求。

1.2 主要藥品及試劑 鏈脲佐菌素（Solarbio）；鳶尾素（Novoprotein）；PI3K 抑制劑LY294002 和二甲基亞砜（碧云天生物技術(shù)公司）；總膽固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、甘油三酯（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、肌酸激酶（creatine kinase，CK）、CK 同工酶（CK-MB）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和丙二醛（malondialdehyde，MDA）檢測試劑盒（南京建成生物工程研究所）；鼠白細(xì)胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）、IL-6 和腫瘤壞死因子 α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）ELISA 試劑盒（武漢恒意賽生物科技有限公司）；Bcl-2 抗體（Abcam）；cleaved caspase-3 和 p-PI3K 抗體（Affinity Biosciences）；Bax、p-AKT、AKT、PI3K、p-mTOR 和 mTOR 抗體（Cell Signaling Technology）。

1.3 主要儀器 脫水機(jī)、包埋機(jī)、凍臺(tái)和組織攤片機(jī)（武漢俊杰電子有限公司）；病理切片機(jī)（上海徠卡儀器有限公司）；烘箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；普通光學(xué)顯微鏡、倒置白光/熒光拍照顯微鏡和正置白光拍照顯微鏡（OLYMPUS）；Vevo 2100 型小動(dòng)物超聲成像系統(tǒng)（VisualSonics）；成像系統(tǒng)（QImaging）；超純水機(jī)（優(yōu)普）；酶標(biāo)儀（DIATEK）；臺(tái)式離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；掃描儀（Canon）。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 分組、模型建立 24只雄性 4 周齡 C57BL/6 小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周后開始實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)分為對(duì)照組（n=6）和實(shí)驗(yàn)組（n=18），按照王金鑫［19］等的實(shí)驗(yàn)方法建立DCM 模型。對(duì)照組給予普通飼料，實(shí)驗(yàn)組給予高脂飼料喂養(yǎng)4 周。4 周后，禁食不禁水12 h，實(shí)驗(yàn)組小鼠一次性腹腔注射100 mg/kg 鏈脲佐菌素，繼續(xù)予以高脂飼料喂養(yǎng)12周建造DCM 模型，對(duì)照組腹腔注射等體積檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液。實(shí)驗(yàn)開始后第16周時(shí)，測空腹血糖＞13.89 mmol/L 認(rèn)為糖尿病小鼠造模成功，繼續(xù)小動(dòng)物超聲成像系統(tǒng)行心臟超聲檢測小鼠心功能，測量并記錄左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）、左心室短軸縮短率（left ventricular fractional shortening，LVFS）、左心室舒張末期容積（left ventricular end-diastolic diameter，LVEDD）和左心室收縮末期容積（left ventricular endsystolic diameter，LVESD），最終15只小鼠DCM 模型建立成功，未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)者予以剔除。將15只實(shí)驗(yàn)組DCM 小鼠隨機(jī)分為 DCM組、DCM+irisin組和 DCM+irisin+LY294002組，每組 5只。對(duì)照組和 DCM組腹腔注射蒸餾水；按照 Duan 等［20］使用 1 mg/kg 鳶尾素可降低糖尿病小鼠血糖的方法，DCM+irisin組腹腔注射 1 mg/kg 鳶尾素，DCM+irisin+LY294002組腹腔注射1 mg/kg 鳶尾素及0.3 mg/kg LY294002，每天1次，持續(xù)給藥6周。

2.2 血糖測定、取血及心臟取材 實(shí)驗(yàn)開始后每周1 次測量血糖。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后異氟烷麻醉小鼠行心臟超聲檢測 LVEF、LVFS、LVEDD 和 LVESD，隔天腹腔注射戊巴比妥鈉麻醉，經(jīng)眼球取血并分離血清，-80 ℃保存?zhèn)溆茫环蛛x出心臟，將心尖部組織用4%多聚甲醛固定，心底部組織凍存于-80 ℃冰箱用于Western blot及生化檢測。

2.3 心臟標(biāo)本形態(tài)學(xué)觀察及細(xì)胞凋亡檢測 心臟組織經(jīng)脫水、包埋等過程后，制成石蠟切片，分別行HE 及Masson 染色，脫水封片，光鏡下觀察心肌細(xì)胞形態(tài)變化、組織中膠原纖維含量及纖維化程度，利用Image-Pro Plus 6.0 圖像分析軟件測定膠原容積分?jǐn)?shù)（collagen volume fraction，CVF）；TUNEL 熒光染色測定細(xì)胞凋亡率。

2.4 血脂及 CK、CK-MB、SOD、MDA、IL-1β、IL-6 和TNF-α 的檢測 按照ELISA 試劑盒說明書，分別測定各組血清中TG、TC、HDL-C、LDL-C、CK、CK-MB、SOD、MDA、IL-1β、IL-6和TNF-α水平。

2.5 Western blot 法測定相關(guān)蛋白表達(dá) 心肌組織塊經(jīng)漂洗、勻漿、震蕩、離心等操作，收集總蛋白溶液，加入蛋白上樣緩沖液，95~100 ℃沸水浴5 min。配制分離膠及濃縮膠，進(jìn)行電泳分離、轉(zhuǎn)膜、封閉液室溫封閉，除去封閉液，先后加入Ⅰ抗稀釋液和Ⅱ抗稀釋液，并經(jīng)過室溫孵育及TBST 搖床清洗。滴加新鮮配制的ECL 混合溶液到膜的蛋白面?zhèn)?，暗室中曝光，根?jù)不同的光強(qiáng)度調(diào)整曝光條件，顯影、定影。將膠片進(jìn)行掃描存檔，AlphaEaseFC 軟件處理系統(tǒng)分析目標(biāo)帶的光密度值。

3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 25.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（mean±SD）表示。多組間均數(shù)比較采用單因素方差分析，兩兩比較則采用LSD-t檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1 鳶尾素對(duì)DCM 小鼠血糖、血脂、心肌酶及心功能的影響

實(shí)驗(yàn)開始第16 周時(shí)，與對(duì)照組比較，實(shí)驗(yàn)組血糖、CK、CK-MB、LVEF、LVFS、LVEDD 和LVESD 水平有顯著差異（P＜0.05），說明DCM 模型成功；鳶尾素干預(yù)后，22 周時(shí)，小鼠血糖、TC、TG、LDL-C、LVEDD、LVESD、CK 及 CK-MB 顯著降低，HDL-C、LVEF 和LVFS 顯著上升（P＜0.05）；加用LY294002 后，鳶尾素的作用被減弱，提示鳶尾素可降低DCM 小鼠血糖，減輕心肌損傷，并改善DCM 小鼠的脂代謝及心功能，且這種作用至少部分能被LY294002 所抑制，見圖1。

2 鳶尾素對(duì) DCM 小鼠血清 IL-1β、IL-6 和 TNF-α水平的影響

ELISA 結(jié)果表明，鳶尾素可使DCM 小鼠IL-1β、IL-6 及 TNF-α 水平降低（P＜0.05），LY294002 減弱了鳶尾素的這種作用（P＜0.05），提示鳶尾素抑制DCM小鼠炎癥因子過表達(dá)的作用被LY294002 削弱，見圖2。

3 鳶尾素對(duì)DCM 小鼠血清SOD 活性及MDA 含量的影響

鳶尾素干預(yù)后，DCM 小鼠SOD 活性上升，MDA含量減少（P＜0.05），LY294002 減弱了鳶尾素的這種作用（P＜0.05）。提示鳶尾素能改善DCM 小鼠的SOD的活性及減少M(fèi)DA 的生成，從而緩解DCM 所致的小鼠心肌細(xì)胞氧化損傷，且LY294002 可減弱鳶尾素的這種作用，見圖3。

4 鳶尾素對(duì)小鼠心臟組織形態(tài)學(xué)變化及細(xì)胞凋亡的影響

Figure 1. The changes of blood glucose（A），blood lipids（B），myocardial enzyme（C），left ventricular internal diameter（D）and cardiac function（E）in different groups. Mean±SD. n=5 in A；n=3 in B to E. ▲P＜0.05 vs 0 week；☆P＜0.05 vs 16 week；*P＜0.05 vs control group；△P＜0.05 vs DCM group；#P＜0.05 DCM+irisin group.圖1 各組小鼠血糖、血脂、心肌酶、左心室內(nèi)徑及心功能的變化

在光鏡下可見DCM組小鼠心肌細(xì)胞肥大、排列紊亂、間隙模糊，部分出現(xiàn)腫脹變形，心肌纖維部分卷曲、斷裂，部分核固縮，心肌間質(zhì)尤其血管周圍藍(lán)染的膠原纖維大量沉積（P＜0.05）；免疫熒光觀察心肌細(xì)胞凋亡情況可見，DCM 小鼠顯示綠色熒光的斷裂DNA 明顯增多，凋亡率顯著升高（P＜0.05）。鳶尾素干預(yù)后，光鏡下小鼠細(xì)胞形態(tài)、排列有所改善，輪廓可見，心肌間藍(lán)染的膠原纖維減少，心肌CVF顯著降低（P＜0.05）；免疫熒光可見DCM 小鼠顯示綠色熒光的斷裂DNA 減少，凋亡率顯著降低（P＜0.05）。但經(jīng)LY294002 處理后，鳶尾素減輕小鼠心肌纖維化病變的作用被削弱，凋亡率增高（P＜0.05）。上述結(jié)果提示鳶尾素可減輕DCM 小鼠心肌纖維化及心肌細(xì)胞凋亡，但該作用可被LY294002抑制。見圖4。

5 鳶尾素對(duì)DCM 小鼠心肌組織p-PI3K、PI3K、p-AKT、AKT、p-mTOR和mTOR蛋白水平的影響

Western blot 結(jié)果表明，鳶尾素可使DCM 小鼠PI3K-AKT-mTOR 通路蛋白的磷酸化水平增高（P＜0.05），但 PI3K、AKT 和 mTOR 蛋白的總量無顯著變化（P＞0.05），且LY294002抑制了鳶尾素提高通路蛋白磷酸化水平的作用，見圖5。這提示鳶尾素可能通過PI3K-AKT-mTOR 信號(hào)通路減輕DCM 小鼠的心肌損傷。

Figure 3. The changes of SOD activity（A）and MDA content（B）in the serum of mice in each group. Mean±SD. n=3.*P＜0.05 vs control group；△P＜0.05 vs DCM group；#P＜0.05 vs DCM+irisin group.圖3 各組小鼠血清SOD活性及MDA含量變化

Figure 4. Images of HE staining（×200），Masson staining（×400）and TUNEL staining（×200）of mouse cardiac tissues，and calculation of apoptosis rate and collagen volume fraction（CVF）. Mean±SD. n=3.*P＜0.05 vs control group；△P＜0.05 vs DCM group；#P＜0.05 vs DCM+irisin group.圖4 各組小鼠心肌組織HE、Masson及TUNEL染色情況

Figure 5. The protein levels of p-PI3K，PI3K，p-AKT，AKT，p-mTOR and mTOR in mouse cardiac tissues determined by Western blot. Mean±SD. n=3.*P＜0.05 vs control group；△P＜0.05 vs DCM group；#P＜0.05 DCM+irisin group.圖5 各組小鼠心肌組織p-PI3K、PI3K、p-AKT、AKT、p-mTOR和mTOR蛋白水平的變化

6 鳶尾素對(duì)DCM 小鼠心肌組織Bax、Bcl-2、cleaved caspase-3蛋白水平的影響

Western blot 結(jié)果表明，鳶尾素可使DCM 小鼠Bax 和 cleaved caspase-3 蛋白水平下降，Bcl-2 蛋白表達(dá)水平升高（P＜0.05）；LY294002 減弱了鳶尾素的作用（P＜0.05），見圖6。這提示鳶尾素可以抑制心肌細(xì)胞凋亡，而LY294002可減弱這種作用。

討 論

1 鳶尾素在DCM中的研究價(jià)值

DCM 的特征是心肌功能障礙、心肌細(xì)胞凋亡和心肌纖維化，疾病晚期階段，導(dǎo)致心肌收縮能力及射血分?jǐn)?shù)降低，最終導(dǎo)致心力衰竭［21］。若能阻斷DCM發(fā)病機(jī)制的過程，則可能改善臨床癥狀。鳶尾素被證明能顯著減輕代謝紊亂、炎癥反應(yīng)及凋亡等過程，但具體的機(jī)制尚不清楚。

2 鳶尾素減輕DCM的可能機(jī)制

2.1 調(diào)節(jié)糖脂代謝 先前的研究證明鳶尾素能通過激活p38 MAPK 和ERK 信號(hào)通路的磷酸化，上調(diào)解偶聯(lián)蛋白1 的表達(dá)，來誘導(dǎo)褐變效應(yīng)，降低小鼠體重并改善葡萄糖穩(wěn)態(tài)和骨骼肌的胰島素敏感性［22-24］，還可通過p38 MAPK-PGC-1α 通路，調(diào)節(jié)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體 4 的活性來逆轉(zhuǎn) C2C12 細(xì)胞的胰島素抵抗［25］。給予外源性鳶尾素能顯著降低TC、TG 和LDL-C 水平，升高 HDL-C 水平［26］。鳶尾素被證明與 VLDL、TG 和TC 呈正相關(guān)［27］，可通過激活 AKT-mTOR-Nrf2 通路來減輕氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)的血管損傷，LY294002可抑制鳶尾素的保護(hù)作用［28］。本研究結(jié)果顯示，給予外源性鳶尾素可調(diào)節(jié)DCM 小鼠的糖脂代謝，使DCM 小鼠血糖、TC、TG 及 LDL-C 下降，HDL-C 升高，LY294002 可抑制鳶尾素的這種保護(hù)作用，說明在代謝受損狀態(tài)下存在代償機(jī)制或抵抗機(jī)制，在有代謝綜合征風(fēng)險(xiǎn)的患者中可能存在鳶尾素的耐藥性。鳶尾素可能是通過PI3K-AKT-mTOR 通路改善葡萄糖穩(wěn)態(tài)及胰島素抵抗，誘導(dǎo)脂肪褐變效應(yīng)，使保護(hù)性脂蛋白水平升高，危害性脂蛋白水平降低，但其他通路如p38 MAPK 通路可能也在糖脂代謝的過程中與PI3K-AKT-mTOR通路共同發(fā)揮作用。

Figure 6. The protein levels of Bax，Bcl-2 and cleaved caspase-3 in mouse cardiac tissues determined by Western blot. Mean±SD. n=3.*P＜0.05 vs control group；△P＜0.05 vs DCM group；#P＜0.05 vs DCM+irisin group.圖6 各組小鼠心肌組織Bax、Bcl-2和cleaved caspase-3蛋白水平的變化

2.2 增強(qiáng)抗氧化能力 鳶尾素是線粒體穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，介導(dǎo)的保護(hù)作用可以超速驅(qū)動(dòng)線粒體并增加心肌細(xì)胞SOD活性，恢復(fù)SOD2在線粒體中的定位，抑制缺血再灌注誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激［29］。外源性給予鳶尾素可經(jīng)AMPK 通路減輕糖尿病小鼠心肌缺血再灌注損傷并改善線粒體功能［30］。另外，鳶尾素可通過激活A(yù)MPK-PI3K-AKT-eNOS通路抑制氧化應(yīng)激，并減輕糖尿病引起的動(dòng)脈粥樣硬化［14，31］。鳶尾素還通過抑制PKCβ-NADPH 氧化酶和NF-κB-iNOS信號(hào)通路，降低糖尿病主動(dòng)脈的氧化-硝化應(yīng)激，減輕2 型糖尿病血管內(nèi)皮功能障礙［32］?；谝郧暗难芯?，本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)DCM 小鼠血清SOD 活性下降，MDA含量增多，證明DCM 小鼠體內(nèi)氧化損傷反應(yīng)有所增強(qiáng)；用鳶尾素干預(yù)6 周，檢測到SOD 活性上升，MDA含量減少，說明鳶尾素可經(jīng)過減輕心肌氧化損傷，提升抗氧化能力，保護(hù)DCM 小鼠心肌免受氧化反應(yīng)損傷，這一過程可能與改善線粒體功能，使機(jī)體處于氧化與抗氧化平衡狀態(tài)有關(guān)。

2.3 減輕炎癥反應(yīng) 經(jīng)運(yùn)動(dòng)提高的鳶尾素可以通過抑制 ROS-p38 MAPK-NF-κB 信號(hào)通路、內(nèi)源性ROS 和ROS-NLRP3 炎癥信號(hào)通路，調(diào)節(jié)解偶聯(lián)蛋白2的表達(dá)和線粒體穩(wěn)態(tài)，從而影響氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng)過程，產(chǎn)生心肌保護(hù)作用［33］。本研究顯示，DCM 小鼠炎癥因子水平升高，鳶尾素可以降低DCM小鼠炎癥因子IL-1β、IL-6 及 TNF-α 的水平。炎癥可損傷內(nèi)皮細(xì)胞，使心肌細(xì)胞自噬增強(qiáng)、凋亡和纖維化過程加快，體內(nèi)長期存在慢性炎癥過程，會(huì)刺激細(xì)胞發(fā)生代謝紊亂，進(jìn)而加重胰島素抵抗，形成惡性循環(huán)。鳶尾素減輕炎癥反應(yīng)所致的心肌損傷可能與抑制自噬、凋亡和代謝紊亂相關(guān)。

2.4 改善心功能并抵抗纖維化 鳶尾素可通過AMPK-mTOR 信號(hào)通路減輕壓力超載引起的心肌肥大和纖維化［34］，還可通過p38 的激活和組蛋白脫乙酰酶 4 的減少，抑制db/db小鼠的心臟重塑［35］。本研究根據(jù)檢測心肌病理染色及心臟超聲情況，證明了鳶尾素可減輕DCM 小鼠的心肌纖維化，并改善DCM小鼠的心臟舒張和收縮功能。鳶尾素改善心功能的作用可能受到神經(jīng)內(nèi)分泌、氧化應(yīng)激、凋亡和炎癥等過程的調(diào)節(jié)，導(dǎo)致膠原纖維蛋白的產(chǎn)生和遷移減少，減緩了心肌纖維化的發(fā)生。

2.5 調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞凋亡 鳶尾素可通過激活miR-19b/PTEN 激活A(yù)KT-mTOR 通路，抑制細(xì)胞凋亡和ROS 產(chǎn)生，特異性阻止氧化應(yīng)激下心肌細(xì)胞凋亡［36］。本研究也證實(shí)了鳶尾素可以阻止氧化應(yīng)激下心肌細(xì)胞凋亡，這種有益的作用可能與鳶尾素通過PI3KAKT-mTOR 通路抑制 Bax 和 cleaved caspase-3 促凋亡蛋白過表達(dá)，增加Bcl-2抗凋亡蛋白表達(dá)有關(guān)。

3 鳶尾素在PI3K-AKT-mTOR通路中發(fā)揮的作用

在本研究中，PI3K-AKT-mTOR 通路抑制劑LY294002可減弱鳶尾素抑制DCM 糖脂代謝紊亂、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、心肌纖維化和細(xì)胞凋亡的作用，且這些結(jié)果與既往研究PI3K-AKT-mTOR 通路激活可保護(hù)心肌、逆轉(zhuǎn)纖維化、減輕炎癥反應(yīng)、抑制多種凋亡蛋白誘導(dǎo)的細(xì)胞自噬、改善細(xì)胞內(nèi)代謝、增強(qiáng)胰島素敏感性等［21］效應(yīng)相符合，更進(jìn)一步說明鳶尾素可通過PI3K-AKT-mTOR通路發(fā)揮心肌保護(hù)效應(yīng)。

本研究尚有不足之處，如未探討鳶尾素的最佳劑量、治療時(shí)間較短、樣本量較小、未進(jìn)行離體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等。鳶尾素是否通過調(diào)控PI3K-AKT-mTOR 途徑發(fā)揮心臟保護(hù)作用仍需深入研究。

綜上所述，我們的研究表明，外源性給予鳶尾素可以改善DCM 小鼠的心功能及糖脂代謝，減輕DCM小鼠的炎癥反應(yīng)，發(fā)揮抗心肌纖維化、抑制細(xì)胞凋亡和減弱心肌氧化損傷的作用，且這些作用可能與PI3K-AKT-mTOR信號(hào)通路有關(guān)。