内分泌与代谢科，江西医学院第二附属医院，南昌大学，江西南昌，330006，中国
摘要
背景
SGLT2抑制剂达格列净（Dapa）在治疗心肌缺血-再灌注损伤（IRI）方面受到了越来越多的关注。然而，Dapa对心血管益处的作用机制尚不清楚。本研究旨在探讨Dapa对心肌IRI的影响及其潜在的分子机制。
方法
使用体外灌注Langendorf模型和体外缺氧/再氧合（H/R）细胞模型研究了Dapa对心肌IRI的影响。评估了组织学变化、心肌酶、氧化应激和线粒体结构/功能。机制研究采用了多种分子生物学方法，如ELISA、免疫沉淀、Western blot、免疫荧光和生物信息学分析。
结果
我们的研究发现，Dapa能够上调EGFR磷酸化，抑制心肌组织中的NHE1表达，调节NCOA4介导的铁蛋白吞噬作用以增强线粒体功能，减少ROS表达，并减轻心肌IRI。在Langendorf模型中，Dapa有效减轻了由缺血-再灌注引起的心脏功能障碍、心肌损伤和线粒体损伤。体外实验表明，用抑制剂（AG和Baf）阻断EGFR或自噬，或用Era诱导铁死亡会促进ROS释放，加剧线粒体损伤，并减弱Dapa的保护作用。值得注意的是，Era并未影响NCOA4介导的铁蛋白吞噬作用。相反，EGFR激动剂NSC可以抵消这些效应，这表明Dapa通过调节NCOA4介导的铁蛋白吞噬作用来发挥心脏保护作用。
结论
总之，Dapa能够激活EGFR磷酸化，调节NCOA4介导的铁蛋白吞噬作用，调节线粒体功能，并有效减轻心肌IRI。这些发现为Dapa在心血管疾病治疗中的临床应用提供了坚实的理论基础。
引言
心肌梗死是由于冠状动脉阻塞引起的严重心血管疾病，如果不及时干预，可能会发展为心力衰竭甚至死亡[1]。目前，急性心肌梗死的最佳和最有效的治疗方法是迅速安全地恢复缺血心肌的血液供应[2]。然而，缺血性心脏病可能导致心肌功能障碍、结构损伤以及冠状动脉血流迅速恢复后的心肌再灌注损伤；这种现象被称为心肌缺血-再灌注损伤（IRI）[3]，已被确认为主要健康危害。在动物模型和临床环境中已经提出了多种策略来对抗这种损伤[3]、[4]、[5]。研究表明，丙酸可以通过GPR41减轻血管紧张素II增强的心肌缺血-再灌注损伤[6]。右美托咪定通过限制铁蛋白沉积，利用SLC7A11/GPX4轴，对治疗这种损伤有益[7]。在之前的研究中，我们发现二甲双胍通过AMPK/NLRP3炎症小泡途径在治疗后保护心肌免受缺血-再灌注损伤[8]。鉴于缺血的不可预测性，缺血-再灌注后的药物治疗越来越受到关注。因此，探索临床验证的药物以减轻心肌IRI成为了一个有前景的方向。
达格列净（Dapa）是一种钠-葡萄糖共转运体2亚型抑制剂（SGLT2i），广泛用于独立于胰岛素的2型糖尿病治疗，并且发生低血糖的风险较低[9]。SGLT2抑制剂对2型糖尿病患者和非2型糖尿病患者的重大心血管结局（心血管死亡或住院）都有益处[10]、[11]。先前的研究表明，Dapa通过多种机制抑制肾脏和心脏器官的IRI[12]、[13]。例如，Dapa通过抑制炎症爆发、增强线粒体代谢和阻止细胞凋亡来发挥保护作用[12]、[14]、[15]。最近的一项研究表明，Dapa通过抑制促凋亡蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase）来缓解心肌IRI[16]。然而，这些研究尚未探讨导致心肌IRI的铁蛋白吞噬途径。
此外，铁死亡是一种以铁为中心的程序性细胞死亡模式，在各种心血管疾病病理中起作用。它与铁离子密切相关，并依赖于细胞死亡过程中铁离子诱导的脂质过氧化[16]。铁蛋白吞噬是一种选择性的铁蛋白自噬降解方式，对调节细胞内铁离子的生物利用度至关重要[17]。核受体共激活因子4（NCOA4）是选择性铁蛋白降解的特定介质之一，它在自噬体中高度富集，并通过与铁蛋白重链1（FTH1）相互作用来发挥作用[18]。虽然铁蛋白吞噬对铁稳态至关重要，但该过程的过度激活会导致细胞内铁过载并增加细胞对铁死亡的敏感性[19]。在心肌IRI期间，铁的积累会触发活性氧（ROS）的激增[20]，导致脂质过氧化和随后的铁死亡[16]。因此，有针对性地抑制铁死亡可能有助于防止心肌IRI。一些研究探讨了使用Dapa来抑制铁死亡并保护心肌免受IRI的影响[16]、[21]、[22]，但其确切机制尚未阐明。先前的研究表明，在大鼠心肌IRI模型和NRVMs的缺氧/再氧合（H/R）处理后，脂质过氧化增强、铁离子积累和NCOA4促进的铁蛋白吞噬现象发生。有趣的是，白藜芦醇逆转了这些现象[23]。然而，特别是在Dapa的作用下，铁蛋白吞噬与铁死亡激活之间的相互作用仍是一个未探索的领域。
因此，本研究旨在利用Dapa作为治疗后的干预措施，探讨其对铁蛋白吞噬的调节作用、减少铁死亡的能力以及对动物组织和细胞模型中心肌IRI的保护作用。这些发现将为Dapa在心血管疾病管理中的潜在应用提供坚实的理论基础。
化学物质和试剂
达格列净（Dapagliflozin）购自Sigma-Aldrich（SML2804）。NSC228155（NSC）购自Selleck Chemicals（目录号S8312）。Tyrphostin AG-1478（AG）购自Selleck Chemicals（编号S2728）。Bafilomycin A1（BAF）购自Selleck Chemicals（编号S1413）。Erastin [24]购自Sigma-Aldrich（571203–78-6）。GAPDH购自中国Biyuntian公司（1:5000 AF0006）。这些药物分别溶解在DMSO（0.1%）中，然后引入培养基中。
Dapa可减少大鼠缺血-再灌注损伤后的心肌梗死面积并改善血流动力学表现
为了确认Dapa治疗后的心脏保护作用，我们使用1%的TTC评估了心肌梗死面积。在IRI组中，心肌梗死体积的比例约为50%，而在IRI + Dapa组中，这一比例显著降低至29%（P<0.05；图1A和D）。此外，还进行了H&E染色的组织学检查，如图1B所示。在Sham组中，心肌细胞排列整齐，核清晰可见。
讨论
据我们所知，这是首次研究Dapa治疗后对EGFR通路介导的线粒体损伤和心肌IRI中铁蛋白吞噬的调节作用的研究。在此研究中，我们将生物信息学分析与体外实验相结合，系统地探讨了Dapa在心肌IRI期间EGFR信号通路中铁蛋白吞噬的作用。Dapa是一种新型的口服降糖药物，已在临床实践中应用。先前的研究已经……
结论
本研究提供了强有力的证据，表明Dapa在非糖尿病性心肌IRI中具有显著的心脏保护作用。其保护机制似乎与减少铁蛋白吞噬驱动的铁死亡密切相关，这是通过巧妙调节EGFR通路实现的。这些发现为SGLT2抑制剂作为预防心肌IRI损伤的潜在治疗候选物铺平了道路。总体而言，EGFR（位于铁蛋白吞噬的上游）可能是一个潜在的目标。
缩写
- DAPA
- 达格列净
- IRI
- 缺血-再灌注损伤
- EGFR
- 表皮生长因子受体
- NRVMs
- 新生大鼠心室肌细胞
- HR
- 缺氧/再氧合
- LVSP
- 左心室峰值压力
- LVEDP
- 左心室舒张末期压力
- TMRM
- 四甲基罗丹明甲酯
- NHE1
- Na+/H+交换蛋白1
- NSC
- NSC228155
- AG-1478
- AG Tyrphostin
- BAF
- Bafilomycin A1
- ERA
- Erastin
- NCOA4
- 核受体共激活因子4
- FTH1
- 铁蛋白重链1
- ROS
- 活性氧
- IP
- 免疫沉淀
- LDH
- 乳酸脱氢酶
TTC |
CRediT作者贡献声明
Peng Yu：项目管理、研究、资金获取。
Jitao Ling：研究、数据管理、概念化。
Feng Chen：方法学、研究。
Zhou Xu：软件、资源、方法学。
Kaibo Hu：监督、软件、资源。
Fuwei Liu：监督、软件、资源。
Deju Zhang：可视化、验证。
Yixuan Chen：软件。
Xiao Liu：可视化、验证、监督。
Panpan Xia：写作——初稿、可视化。
Yuting Wu：写作——原创。
出版同意
不适用。
伦理批准和参与同意
不适用。
资助
本研究得到了以下机构的支持：
- 中国自然科学基金（编号82360162，资助P·Y.；编号82160371，资助J.Z.）；
- JXAST青年精英科学家资助计划（编号2023QT05，资助J.Z.）；
- 江西省自然科学基金（编号20224ACB216009，资助J.Z.）；
- 广东省自然科学基金（编号202201011395，资助X.L.）；
- 江西省“千项计划”（编号jxsq2023201105，资助P.Y.）；
- 恒瑞糖尿病代谢研究基金（编号Z-2017-26-2202-4，资助P.Y.）。
利益冲突声明
作者声明，本研究未涉及任何可能被视为潜在利益冲突的商业或财务关系。
