张泽宇|杨志华|王慈|宋宇伟|郭柳丽|王帅|王先亮|毛静远
天津中医药大学第一附属医院，国家临床医学中心，天津，300381，中国
**摘要**
**民族药理学相关性**
“益气活血利水”（通过补充元气、促进血液循环和利尿来缓解水肿）是中医治疗心肌梗死后心力衰竭（PMI-HF）的核心治疗原则。优化后的新生脉散（ONSMP）是一种传统方剂，由黄芪（Astragalus mongholicus）、党参（Codonopsis pilosula）等中药组成。根据中医理论，它长期以来被用于治疗北方地区的心血管疾病，如“胸痹”和以气虚、血瘀及水肿为特征的心力衰竭。临床实践表明，ONSMP可以改善这些患者的症状和心脏功能，但其心脏保护作用的现代药理学基础仍不明确。近年来，铁死亡相关的氧化损伤被认为是推动PMI-HF进展的关键机制。ONSMP是否调节这一病理过程，以及通过哪些分子途径实现这一作用，仍有待阐明。
**研究目的**
评估ONSMP对心肌梗死后心力衰竭大鼠心肌损伤和铁死亡的保护作用，并探讨这些作用是否通过调节cGMP-PKG-GPX4轴和氧化还原平衡来实现。
**材料与方法**
通过左前降支冠状动脉结扎在雄性大鼠中建立PMI-HF模型。模型建立成功后，大鼠分别接受ONSMP或安慰剂。通过超声心动图和组织学检查评估心脏功能和重构情况。基于超微结构变化和铁死亡相关标志物评估心肌铁死亡情况。采用无标记定量蛋白质组学方法筛选关键信号通路，并进一步测量cGMP–PKG–GPX4轴相关分子（AKT1、eNOS、sGCβ1、cGMP、PKG1、STAT3和GPX4）以及氧化还原指标（cGMP、NO、GSH、MDA、4-HNE和脂质过氧化物）以进行验证。
**结果**
与模型组相比，ONSMP显著改善了PMI-HF大鼠的左心室收缩功能，减轻了心肌肥厚、纤维化和结构损伤。ONSMP减少了心肌铁死亡，表现为线粒体形态相对完好，并缓解了铁依赖性脂质过氧化。蛋白质组学和生化分析显示，ONSMP激活了cGMP-PKG-GPX4轴，增加了AKT1、eNOS、PKG1和STAT3的磷酸化，上调了GPX4表达，提高了cGMP、NO和GSH水平，降低了MDA、4-HNE和脂质过氧化物的积累。
**结论**
ONSMP通过激活cGMP-PKG-GPX4轴、抑制心肌铁死亡和恢复氧化还原平衡，改善了PMI-HF大鼠的心脏功能并减轻了心肌损伤。这些发现为ONSMP在心力衰竭治疗中的传统应用提供了机制支持。
**引言**
心力衰竭是一种复杂的临床综合征，由各种心血管疾病终末期的心脏结构和/或功能异常引起，已成为全球主要的公共卫生负担（Greene等人，2023年）。流行病学研究表明，全球有超过5650万人患有心力衰竭，住院患者的平均生存期仅为2.1年；诊断后1年、2年、5年和10年的生存率分别约为87%、73%、57%和35%（Jones等人，2019年；Roth等人；Shah等人，2017年）。在中国，最新的流行病学调查显示，心力衰竭患者人数已超过1210万，年发病率为每10万人275例，每年新增约300万例，标准化患病率约为1.1%（Wang等人，2024年）。心肌梗死是心力衰竭最重要的诱因之一，占全球心力衰竭病例的约26.5%（Bragazzi等人，2021年），在中国住院心力衰竭患者中占比高达49.4%（Zhang和Zhang，2015年）。临床随访数据进一步显示，心肌梗死后30天内因心力衰竭加重的再住院率约为16.7%，术后12-22个月内心力衰竭相关死亡或再住院的风险仍高达12%-17%（Harrington等人，2022年；Li等人，2019年）。尽管传统的西医策略（如药物治疗、溶栓和血管重建以及神经内分泌拮抗剂）在改善心肌灌注、缓解症状和提高生活质量方面取得了一定进展，但PMI-HF患者的总体预后仍不理想：不良结局的发生率仍可超过20%，住院患者的5年生存率仅为约25%（Jenča等人，2021年；Sandoval等人，2022年）。这些严峻的事实凸显了突破现有治疗范式的迫切需求，以建立更有效的PMI-HF干预策略。
PMI-HF的发展和进展主要由心脏重构驱动，其特征是心肌细胞数量减少、细胞外基质过度沉积导致心肌纤维化以及代偿性心肌肥厚，这一过程受到神经内分泌激活和多种细胞内信号通路的精细调控（Bai等人，2023年）。传统上，缺血和缺氧引起的心肌细胞坏死及随后的瘢痕形成被认为是促进PMI-HF心肌重构和功能恶化的关键因素。过去十年中，铁死亡——一种新发现的受调控的细胞死亡形式，其特征是铁依赖性的氧化还原失衡和脂质过氧化物的异常积累——引起了越来越多的关注。2019年，王福地的团队首次在多柔比星诱导的心肌病和缺血再灌注模型中证明铁死亡参与了心肌损伤过程并在心脏重构中起重要作用（Fang等人，2019年）。后续研究表明，铁死亡参与了冠状动脉粥样硬化、心肌梗死和缺血/再灌注损伤等缺血性心脏病的发生和发展，与心肌细胞存活、炎症反应和PMI-HF中的纤维化重构密切相关（Del Re等人，2019年）。因此，针对心肌细胞铁死亡可能成为PMI-HF的新治疗策略。系统阐明相关信号调控网络并开发有效干预措施具有重要的科学价值和临床转化潜力。
在中国，中医已成为心力衰竭综合管理的重要组成部分，因其具有缓解症状、整体临床益处和安全性优势，这一观点得到了临床试验的支持（Chen等人，2023年）。从疾病分类和辨证的角度来看，PMI-HF主要归类为中医的“心力衰竭”范畴，常与“胸痹”（包括胸闷、疼痛和压迫感等症状）重叠。流行病学调查表明，伴随灌注障碍的心脏功能下降是最常见的病理生理模式，常伴有液体潴留（Hu等人，2021年；Zhou等人，2019年）。经典中医文献对其发病机制进行了系统描述。例如，《灵枢·经脉》指出：“当心输出量下降时，血管灌注受损；灌注受损进一步影响血液循环”，强调了从心肌功能障碍到循环障碍的进展。《血证论》提到：“慢性低灌注导致液体潴留”，“长期循环障碍导致液体积聚，进而引发水肿”，说明了从灌注障碍到液体过载和水肿的病理级联反应。《金匮要略》记载：“当液体潴留影响心脏时，身体会感到沉重和呼吸困难；患者无法平躺，表现出烦躁不安，并伴有全身水肿。”这些描述与心力衰竭常见的系统性充血、下肢水肿和端坐呼吸的临床表现高度吻合。基于这些理解，增强心脏功能、改善全身灌注和促进利尿以缓解水肿成为PMI-HF的核心治疗原则。
通过长期临床观察和系统研究，国内学者对心力衰竭的中医证型有了相对统一的认识。其病理生理学特征主要是能量代谢紊乱（表现为疲劳和心输出量下降）作为主要缺陷，伴随微循环障碍和血液流变学异常（血瘀）作为次要表现，液体潴留构成了核心病理三联征。基于此，提出了同时采用增强心肌能量代谢、改善微循环灌注和促进利尿的方法作为基本治疗策略（Wang和Zhang，2020年）。这种治疗方法强调通过增强能量供应来改善心脏收缩功能，优化血液流变学以缓解微血管阻塞，调节液体平衡以减轻水肿和管理容量超负荷。这三种方法的协同作用旨在恢复心血管稳态，体现了中医对复杂病理机制的整体调控理念。在临床实践中，基于这一治疗原则制定的方剂逐渐成为慢性心力衰竭的标准干预策略之一，广泛应用于心血管疾病，特别是在心肌梗死后心力衰竭的管理中（He等人，2020年；Zhang等人，2020年）。这些方剂通常包含增强能量代谢的中药（如黄芪根、党参根和穿心莲根及茎），改善微循环的中药（如丹参根及茎），以及利尿剂（如车前子或积雪草籽和茯苓）。通过多靶点、多组分的整体调控，它们有效缓解了心悸、呼吸困难和水肿等核心症状，提高了患者的运动耐受性，并改善了NYHA心脏功能分级。多中心临床研究证实，这些方剂在保证安全性的同时，显著降低了心力衰竭患者的再住院率并提高了长期生活质量。它们已成为中国北方地区常用的治疗方案（Fang等人，2023年；Qi等人，2025年；Sun等人，2023年；Wang等人，2015年；Wu等人，2017年；Xie和Qi，2024年；Yang等人，2025年；Zhuang等人，2025年）。
作为体现这一治疗原则的代表性方剂，新生脉散在临床应用中经历了逐步改进，形成了疗效更强的改良版新生脉散（Gu等人，2025年；Zou等人，2025年）。然而，后续临床观察发现该方剂存在处方量大和增强能量代谢及利尿效果不足的问题。因此，在进一步优化过程中，研究团队在保留黄芪根、党参根和穿心莲根及茎等增强能量代谢的中药的同时，去除了具有潜在促氧化作用或心肌抑制活性的中药（如马钱子根和姜黄根），这些中药在心力衰竭患者中可能难以耐受。他们加入了车前子或积雪草籽、茯苓和丹参根及茎等利尿和改善微循环的中药，并结合醋制鳖甲以抑制心肌纤维化，枳实果以缓解腹部胀满，以及麦冬根以提供心脏保护作用并防止过度液体丢失，从而形成了ONSMP，显著增强了增强能量代谢、改善微循环和促进利尿的整体疗效（Wu，2017年）。临床研究进一步证实，ONSMP结合传统西医治疗可有效改善能量代谢受损、微循环障碍和液体潴留的慢性心力衰竭患者的心脏功能，表现为6分钟步行距离延长、NT-proBNP水平下降和患者生活质量显著提高，且不增加不良事件的风险（Wang等人，2026年）。在PMI-HF大鼠模型和多柔比星诱导的心肌病模型中，ONSMP干预还通过改善心脏功能、减轻心肌纤维化和延缓心室重构表现出保护作用。机制研究表明，其心脏保护作用可能与增强抗氧化防御、缓解氧化应激损伤和抑制心肌细胞铁死亡有关（Zeng等人，2024a；Pang等人，2012年）。然而，ONSMP调节心肌铁死亡的关键信号通路、其物质基础及其整合靶网络目前尚缺乏系统阐明，这在一定程度上限制了对其作用机制的深入理解，也影响了其在国际上的推广和接受度。
鉴于中医方剂的化学复杂性、体内生物转化的高度动态性以及其药理靶点的多层次、多途径特性，以往将网络药理学与动物实验相结合的研究仅提供了关于ONSMP如何减轻PMI-HF心肌细胞铁死亡的初步见解。这种方法严重依赖于现有数据库和基于模型的假设，难以全面反映实际的体内暴露情况、代谢转化特征和成分间的动态相互作用。此外，疾病相关靶点的识别受到数据库覆盖范围和注释质量的限制，因此无法充分捕捉中医方剂的“多组分-多靶点-多途径”调控特征。为了进一步阐明ONSMP通过哪些关键分子机制抑制心肌梗死后（PMI-HF）的心肌细胞铁死亡，本研究采用了现代中医研究范式，即“确认被血液吸收的成分–目标筛选–通路整合–体内验证”。利用心肌梗死后大鼠模型，我们首先对ONSMP对心脏功能、心肌病理和铁死亡相关生物标志物的治疗效果进行了多维度评估。随后，我们使用LC–MS/MS技术准确鉴定了ONSMP中与血液接触后的活性成分，并预测了它们的潜在分子靶点。定量蛋白质组学进一步用于获取心肌梗死后大鼠心肌中的差异蛋白质表达谱，并通过生物信息学分析将这些成分与靶点相结合，以确定与铁死亡相关的信号通路和核心分子。最后，我们在体内验证了cGMP–PKG–GPX4轴及其下游氧化还原稳态指标的变化。通过这种多组学驱动的端到端研究策略，我们旨在构建ONSMP的完整作用机制链——“活性成分–关键靶点–核心通路–功能结果”，并阐明其通过调节cGMP–PKG–GPX4轴抑制心肌铁死亡和改善心肌梗后心力衰竭的现代药理学基础，从而为ONSMP作为针对铁死亡的心脏保护民族药理学干预提供实验证据和理论支持。
**试剂**
TTC染色溶液（Cat# G1017-100 ML）、动物组织/细胞总RNA提取试剂盒（Cat# G3640-50T）、SweScript All-in-One RT SuperMix用于qRT-PCR（Cat# G3337）和2×Universal Blue SYBR Green qRT-PCR Master Mix（Cat# G3326）均购自Servicebio（武汉，中国）。HE（Cat# G1120）、Masson（Cat# G1346）、Sirius Red（Cat# G1472）和PB（Cat# G1428）染色试剂盒购自Solarbio（北京，中国）。增强型MMP测定试剂盒（Cat# C2003S）和快速封闭缓冲液（Cat#）也来自Solarbio。
**ONSMP改善大鼠心力衰竭**
本研究系统评估了ONSMP对心力衰竭的治疗效果。超声心动图显示，模型组的大鼠与假手术组相比，EF、FS、LVIDd/s、LVPWs和LVSd/s显著降低。同时，LVEDV和LVESV显著增加，表明心脏功能严重受损。ONSMP以剂量依赖的方式改善了这些参数，高剂量组的疗效与阳性对照ENP相当（图1B）。
**讨论**
当前心力衰竭管理的核心挑战在于缺乏能够有效减缓心肌重塑进程并进一步降低死亡率的疗法，尽管已经采取了早期药物干预、设备治疗和抗血栓策略。在这种情况下，中医在综合疾病管理中发挥着重要作用，其在心力衰竭中的益处已得到大量高质量临床证据的支持（Zhang等人，2025年）。
**结论**
综上所述，基于多组学分析、网络药理学筛选、分子对接和通路相关性验证，本研究建立了多层次的证据链，证明ONSMP通过调节cGMP-PKG-GPX4轴来抑制心肌细胞铁死亡，从而改善心肌梗死后大鼠的心脏功能。同时表明，黄芩苷和山柰酚等关键活性成分可能通过靶向AKT1参与这一过程。然而，目前关于ONSMP的具体作用机制仍需进一步研究。
**作者贡献声明**
张泽宇：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、验证、监督。
杨志华：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、验证、监督。
王慈：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、验证、监督。
宋宇伟：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、验证、监督。
郭丽丽：形式分析。
王帅：形式分析。
王先亮：撰写 – 审稿与编辑、项目管理、资金支持。
**利益冲突声明**
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
**致谢**
本研究得到了中医药与西医合作治疗重大复杂疾病项目（项目编号：ZDYN-2024-A-066）、天津市教育委员会高等教育科学技术发展基金（项目编号：2024KJ022）以及天津中医药大学第一附属医院创新孵化项目（项目编号：ZZ2024006）的支持。
