福建医科大学联合浙江省中医院等揭示丹参酮I通过靶向TGFBR1和调节TGF-β信号通路减轻缺血后心肌损伤

【写在前面】：本期推荐的是由福建医科大学药学院药物分析系、福建医科大学公共技术服务中心、福建农林大学蜜蜂科学与生物医学学院中药资源与开发系、浙江中医药大学第一附属医院（浙江省中医院）等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF8.3）的一篇文章，揭示丹参酮I通过靶向TGFBR1和调节TGF-β信号通路减轻缺血后心肌损伤。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Tanshinone I alleviates post-ischemic myocardial injury by targeting TGFBR1 and modulating the TGF-β signaling pathway

背景

丹参酮I（Tan I）是传统心血管药物丹参（丹参）的重要活性成分。尽管已经报道了Tan I对心肌细胞的保护作用，但其抗心肌缺血作用和机制仍然未知。

目的

系统评估Tan I在减少心肌缺血（MI）损伤中的作用，并阐明Tan I改善小鼠MI模型心肌纤维化和心室功能的潜在分子机制。

方法

构建体内和体外MI模型以证实Tan I的抗MI作用。通过靶向捕捞，分子对接和网络药理学研究，进一步预测Tan I对MI的作用机制和潜在靶蛋白。基于串联质量标签（TMT）的定量蛋白质组学，转化生长因子β受体I（TGFBR1）过表达慢病毒载体，分子动力学（MD）模拟，生物层干涉测量（BLI），细胞热位移测定（CETSA），TGFBR1激酶活性和药物亲和响应靶稳定性（DARTS）测定随后用于验证Tan I的抗MI作用机制和靶标。

结果

Tan I可以显著提高氧化应激细胞模型的存活率，改善细胞内环境，并抑制细胞内活性氧的释放。此外，它可以恢复异常心电图，减少心肌梗塞面积，抑制心脏纤维化，并降低MI小鼠模型中关键心脏损伤生物标志物的血清水平。从机制上讲，Tan I显着抑制MI小鼠中TGFBR1和Smad2的磷酸化修饰水平以及胶原蛋白I/III，α-平滑肌肌动蛋白，Bcl-2和Bax蛋白的异常表达。这些发现在过表达TGFBR1或被TGF-β1激活的NIH-3T3细胞中得到了进一步验证。MD模拟，CETSA和DARTS显示TGFBR1与Tan I的结合相对稳定。此外，BLI表明，Tan I结合TGFBR1的平衡解离常数为1.5×10-6 M。基于激酶活性测定，Tan I抑制TGFBR1的半数最大抑制浓度为739.6 nM。

结论

这项工作首次揭示了Tan I可以通过靶向TGFBR1调节TGF-β信号通路来减少MI损伤和纤维化。

图文摘要

【前言】

心血管疾病（CVD）目前是全球非感染性疾病死亡的主要原因，缺血性心脏病最为普遍。心肌缺血（MI）引发一系列炎症反应，加剧心肌细胞的凋亡和坏死，促进心脏成纤维细胞和细胞外基质（ECM）的积累，并诱导心室重塑，最终导致严重的心脏功能障碍和心力衰竭。药物干预是对抗心肌梗死的有效手段。目前的研究热点包括筛选新兴的抗心肌梗死药物和阐明其作用靶点。

丹参（S.miltiorrhiza Bunge）（图1A）是用于治疗心血管疾病的传统药物之一，临床上已经使用了数千年。丹参具有治疗活性，涉及抗氧化，抗炎，抗纤维化和抗癌作用。丹参酮I（Tan I）代表丹参中的重要活性成分。Tan I可以抑制RIP1/RIP3/MLKL通路，促进Nrf2的转录和表达，抑制丝裂原活化蛋白激酶信号通路，阻断IGF-1R/PI3K信号传导，并发挥心肌细胞保护作用。因此，Tan I在CVD的治疗领域具有潜力，例如作为抗MI剂。然而，到目前为止，尚未报道Tan I的抗MI作用和机制，这不利于含有丹参的活性成分或复合制剂的后续研究和应用。

总之，Tan I对MI和MCF的治疗效果和潜在机制需要进一步阐明。鉴于此，本研究旨在通过使用网络药理学，蛋白质组学，基因编辑，分子动力学（MD）模拟，细胞热位移测定（CETSA），药物亲和力响应靶标稳定性（DARTS），生物层干涉测量（BLI）和TGFBR1激酶活性测定，通过体内和体外MI和MCF建模来确定Tan I的治疗特性并揭示其潜在机制。

【结果部分】

1.Tan I改善了急性和慢性心肌缺血性损伤。

2.Tan I改善心肌细胞中t-BHP诱导的氧化应激。

3.与Tan I相关的抗MI靶标的筛选和生物信息学分析。

4.基于TMT的Tan I干预对t-BHP诱导的H9c2心肌细胞损伤的定量蛋白质组学分析。

5.Tan I抑制TGFBR1的磷酸化修饰水平，调节心脏组织和NIH-3T3中的TGF-β信号通路和相关蛋白。

6.Tan I和A83-01或TGF-β1干预NIH-3T3细胞中TGFBR1过表达影响的通路信号传导。

7.Tan I与TGFBR1蛋白相互作用。

8.机制图：丹参酮I通过靶向TGFBR1和调节TGF-β信号通路减轻缺血后心肌损伤。

【结论与讨论】

本研究通过体内双模型和体外双细胞实验验证了Tan I对MI的有利治疗效果。重要的是，目前的工作利用网络药理学和基于TMT的蛋白质组学技术来预测TGFBR1作为Tan I作用的可能靶标。此外，机制验证证实，Tan I可以通过抑制MI小鼠心脏组织中TGFBR1的磷酸化修饰水平来调节Smad2和其他与TGF-β途径信号传导相关的蛋白质。值得注意的是，在MD模拟，BLI技术，CETSA，酶抑制和DARTS测定中观察到的分子相互作用结果进一步证实了Tan I与TGFBR1结合的稳定性。这些发现表明，Tan I可能作用于TGFBR1并影响信号通路，这可能最终缓解MI引起的心肌梗塞和纤维化，并改善心室重塑。它还可以帮助人们更好地了解Tan I治疗心血管疾病的机制和价值，并为Tan I和含有丹参的中药制剂的临床应用和开发提供基础。

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