大黄素促进自噬改善脓毒症模型小鼠的心肌损伤

doi:10.12307/2025.771

中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (26): 5572-5578.doi: 10.12307/2025.771

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大黄素促进自噬改善脓毒症模型小鼠的心肌损伤

田勇，周庆，罗传权，胡红梅，麻长林，杨蕾，韦林

铜仁市人民医院重症医学科，贵州省铜仁市 554300

收稿日期:2024-09-04 接受日期:2024-10-16 出版日期:2025-09-18 发布日期:2025-02-25
通讯作者: 韦林，主任医师，教授，铜仁市人民医院重症医学科，贵州省铜仁市 554300
作者简介:田勇，男，1987年生，贵州省印江县人，土家族，2024年贵州医科大学毕业，硕士，主治医师，主要从事重症感染、自噬的相关研究。
基金资助:
贵州省中医药管理局中医药、民族医药科学技术课题研究资助(QZYY-2024-047)，项目负责人：田勇；铜仁市科技计划项目(铜市科研〔2023〕30号)，项目负责人：田勇；贵州省科技计划项目(黔科合支持[2021]一般092)，项目负责人：麻长林

Emodin promotes autophagy to improve myocardial injury in septic model mice

Tian Yong, Zhou Qing, Luo Chuanquan, Hu Hongmei, Ma Changlin, Yang Lei, Wei Lin

Department of Critical Care Medicine, Tongren People’s Hospital, Tongren 554300, Guizhou Province, China

Received:2024-09-04 Accepted:2024-10-16 Online:2025-09-18 Published:2025-02-25
Contact: Wei Lin, Chief physician, Professor, Department of Critical Care Medicine, Tongren People’s Hospital, Tongren 554300, Guizhou Province, China
About author:Tian Yong, MS, Attending physician, Department of Critical Care Medicine, Tongren People’s Hospital, Tongren 554300, Guizhou Province, China
Supported by:
Guizhou Provincial Administration of Traditional Chinese Medicine Chinese Medicine, Ethnic Medicine Science and Technology Research Funding, No. QZYY-2024-047 (to TY); Tongren City Science and Technology Plan Project, No. [2023]30 (to TY); Guizhou Provincial Science and Technology Plan Project, No. [2021]092 (to MCL)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
大黄素：在虎杖、何首乌及大黄等中草药中含量丰富，它是一种典型的蒽醌类活性单体，具有抗炎、抗病毒、抗肿瘤及保护肝肾等多种药理作用，广泛用于肺癌、肝癌、结肠炎及胰腺炎等疾病的治疗。
脓毒症心肌损伤：也称脓毒性心肌病/脓毒症心功能障碍，它是脓毒症引起的左心室和右心室收缩功能和(或)舒张功能障碍，具有可逆性，目前尚无统一的临床诊断标准，主要根据患者的影像学检查、生物学标志物、临床症状和体征等方面来综合判断。

背景：大黄素具有抗炎、抗病毒及抗氧化应激等多种药理活性，对脓毒症心肌损伤有一定的保护作用，但作用机制尚不清楚。
目的：探讨大黄素是否可通过促进自噬来改善脓毒症小鼠心肌损伤。
方法：将32只雄性昆明小鼠分为假手术组4只、假手术+大黄素组4只、模型组8只、模型+大黄素组8只、大黄素+3-甲基腺嘌呤组8只。采用盲肠结扎穿孔术构建脓毒症小鼠心肌损伤模型，在造模前1 h腹腔注射3-甲基腺嘌呤(10 mg/kg)，在造模前30 min腹腔注射大黄素(20 mg/kg)，其余各组在相同的时间点注射等量生理盐水。所有小鼠在术后24 h留取血液及心肌样本。ELISA检测血清中心肌损伤标志物脑钠肽、心肌肌钙蛋白I水平，Western blot检测心肌组织中LC3B、Beclin-1及p62的蛋白表达，苏木精-伊红染色观察心肌组织的病理变化，超声评估小鼠心脏功能。
结果与结论：①与假手术组相比，假手术+大黄素组血清脑钠肽、心肌肌钙蛋白I水平和心肌自噬蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、p62蛋白表达均无统计学差异(P > 0.05)；②与假手术+大黄素组相比，模型组血清脑钠肽、心肌肌钙蛋白I水平均显著升高(P < 0.05)；与模型组相比，模型+大黄素组血清脑钠肽、心肌肌钙蛋白I水平均降低(P < 0.05)；③与模型组相比，模型+大黄素组心肌组织中LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin-1蛋白表达升高且p62蛋白表达降低(P < 0.05)；与模型+大黄素组相比，大黄素+3-甲基腺嘌呤组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和Beclin-1蛋白表达降低且p62蛋白表达升高(P < 0.05)；④假手术组心肌纤维正常，模型组心肌纤维紊乱伴大量炎症细胞浸润，模型+大黄素组心肌纤维稍紊乱，可见部分空泡状改变，大黄素+3-甲基腺嘌呤组心肌纤维排列紊乱，可见较多的炎症细胞浸润；⑤与假手术组相比，模型组左室短轴缩短率、左室射血分数均降低(P < 0.05)；与模型组相比，模型+大黄素组左室短轴缩短率、左室射血分数均升高(P < 0.05)；与模型+大黄素组相比，大黄素+3-甲基腺嘌呤组左室射血分数降低(P < 0.05)，左室短轴缩短率降低但无统计学意义(P > 0.05)；⑥以上结果表明，大黄素预处理可通过促进自噬改善脓毒症小鼠的心肌损伤和心肌功能障碍。
https://orcid.org/0009-0000-5657-6744(田勇)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 大黄素, 脓毒症, 脓毒症心肌损伤, 心功能, 自噬, 炎症反应, 保护作用, 工程化组织构建

Abstract: BACKGROUND: Emodin has a variety of pharmacological activities such as anti-inflammatory, anti-viral and anti-oxidative stress, and also has a certain protective effect on sepsis-induced myocardial injury, but its mechanism of action is still unclear.
OBJECTIVE: To investigate whether emodin can improve myocardial injury in septic mice by promoting autophagy.
METHODS: Thirty-two male Kunming mice were divided into sham operation group (n=4), sham operation+emodin group (n=4), model group (n=8), model+emodin group (n=8), and emodin+3-methyladenine group (n=8). The myocardial injury model of septic mice was constructed by cecal ligation and puncture. 3-methyladenine (10 mg/kg) was injected intraperitoneally 1 hour before modeling. Emodin (20 mg/kg) was injected intraperitoneally 30 minutes before modeling, and the other groups were injected with the same amount of normal saline at the same time point. Blood and myocardial samples were collected from all mice 24 hours after surgery. ELISA was used to detect the levels of brain natriuretic peptide and cardiac troponin I in serum. Western blot assay was used to detect the protein expression of LC3B, Beclin-1, and p62 in myocardial tissue. Hematoxylin-eosin staining was used to observe the pathological changes in myocardial tissue. Ultrasound was used to evaluate the cardiac function of mice.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Compared with the sham operation group, there was no significant difference in the levels of serum brain natriuretic peptide, cardiac troponin I, and the protein expression of myocardial autophagy proteins LC3II/LC3I and p62 in the sham operation+emodin group (P > 0.05). (2) Compared with the sham operation+emodin group, the levels of serum brain natriuretic peptide and cardiac troponin I were significantly increased in the model group (P < 0.05). Compared with the model group, the levels of serum brain natriuretic peptide and cardiac troponin I were decreased in the model+emodin group (P < 0.05). (3) Compared with the model group, the expression of LC3II/LC3I and Beclin-1 protein was increased and the expression of p62 protein was decreased in the myocardial tissue of the model+emodin group (P < 0.05). Compared with the model+emodin group, the expression of LC3II/LC3I and Beclin-1 protein decreased and the expression of p62 protein increased in the emodin+3-methyladenine group (P < 0.05). (4) The myocardial fibers in the sham operation group were normal, the myocardial fibers in the model group were disordered with a large number of inflammatory cell infiltration, the myocardial fibers in the model+emodin group were slightly disordered, and some vacuolar changes were observed. The myocardial fibers were disordered, and more inflammatory cell infiltration was observed in the emodin+3-methyladenine group. (5) Compared with the sham operation group, the left ventricular short axis shortening rate and left ventricular ejection fraction were decreased in the model group (P < 0.05). Compared with the model group, the left ventricular short axis shortening rate and left ventricular ejection fraction were increased in the model+emodin group (P < 0.05). Compared with the model+emodin group, the left ventricular ejection fraction of emodin+3-methyladenine group was decreased (P < 0.05), and the left ventricular short axis shortening rate was reduced but not statistically significant (P > 0.05). (6) The above results indicate that emodin pretreatment can improve myocardial injury and myocardial dysfunction in septic mice by promoting autophagy.

Key words: emodin, sepsis, sepsis-induced myocardial injury, cardiac function, autophagy, inflammatory reaction, protective effect, engineered tissue construction

中图分类号:

田勇, 周庆, 罗传权, 胡红梅, 麻长林, 杨蕾, 韦林. 大黄素促进自噬改善脓毒症模型小鼠的心肌损伤[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(26): 5572-5578.

Tian Yong, Zhou Qing, Luo Chuanquan, Hu Hongmei, Ma Changlin, Yang Lei, Wei Lin. Emodin promotes autophagy to improve myocardial injury in septic model mice[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(26): 5572-5578.

图/表（结果） 6

2.1 各组小鼠的一般情况如表1所示。

2.2 大黄素预处理对脓毒症小鼠心肌损伤的保护作用采用ELISA方法评估各组小鼠血清中代表心脏损伤程度的生物标志物水平(图1)。与假手术组相比，假手术+大黄素组脑钠肽、心肌肌钙蛋白I水平均无统计学意义(P > 0.05)；与假手术+大黄素组相比，模型组脑钠肽、心肌肌钙蛋白I水平均显著升高(P < 0.05)；与模型组相比，模型+大黄素组脑钠肽、心肌肌钙蛋白I水平均显著降低(P < 0.05)。
2.3 大黄素预处理对脓毒症小鼠心肌损伤自噬水平的影响采用Western blot方法检测各组小鼠心肌组织中自噬相关蛋白LC3B与p62的相对表达量(图2)，与假手术组相比，假手术+大黄素组和模型组自噬标志物LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、p62的蛋白相对表达量差异无显著性意义(P > 0.05)；与模型组相比，模型+大黄素组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的蛋白相对表达量显著升高且p62的蛋白相对表达量显著降低(P < 0.05)。
2.4 3-甲基腺嘌呤对脓毒症小鼠心肌损伤自噬水平的作用采用Western blot方法检测各组小鼠心肌中自噬蛋白LC3B、Beclin-1及p62的相对表达水平(图3)，与假手术组相比，模型组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin-1及p62的蛋白相对表达量差异无显著性意义(P > 0.05)；与模型组相比，模型+大黄素组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和Beclin-1的蛋白相对表达量均显著升高且p62的蛋白相对表达量显著降低(P < 0.05)；与模型+大黄素组相比，大黄素+3-甲基腺嘌呤组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和Beclin-1的蛋白相对表达量均显著降低且p62的蛋白相对表达量显著升高(P < 0.05)。
2.5 大黄素促进自噬对脓毒症小鼠心肌损伤的作用采用苏木精-伊红染色观察各组小鼠心肌组织的病理变化特征(图4)。假手术组小鼠心肌纤维结构有序，无明显水肿迹象，亦未观察到炎症细胞的浸润；模型组小鼠展现出心肌纤维排列杂乱、伴随显著组织水肿及大量炎症细胞的浸润现象；模型+大黄素组心肌纤维排列轻微紊乱、轻度水肿，部分组织出现少量空泡样结构变化；大黄素+3-甲基腺嘌呤组心肌组织表现出结构紊乱、水肿，并见较多的炎症细胞浸润。
2.6 大黄素促进自噬对脓毒症小鼠心肌功能障碍的作用采用动物超声技术评估各组小鼠的左心室短轴缩短率及左心室射血分数(图5)。与假手术组相比，模型组左心室短轴缩短率、左心室射血分数均显著降低(P < 0.05)；与模型组相比，模型+大黄素组左室短轴缩短率、左室射血分数均升高(P < 0.05)；与模型+大黄素组相比，大黄素+3-甲基腺嘌呤组左室射血分数降低(P < 0.05)，左室短轴缩短率降低但无统计学意义(P > 0.05)。

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引言

脓毒症是感染所致宿主反应失调引起的危及生命的器官功能障碍[1]。据报道，约50%的脓毒症患者并发有心肌损伤，脓毒症心肌损伤患者的死亡率甚至高达70%-90%[2-4]。目前临床上获批用于治疗脓毒症心肌损伤的药物数量及疗效有限，且发病机制尚存诸多不明之处。学术界的研究倾向于认为适中的自噬水平对于缓解脓毒症心肌损伤具有重要的保护效应[5-6]。
自噬机制涉及细胞通过溶酶体通路对内部异常物质实施分解、复原及再循环利用的过程，这一机制对维护细胞存活及内环境稳定至关重要[7]。根据降解产物与溶酶体结合的途径不同，自噬可分为3类，即巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬，其中巨自噬最为常见。在自噬过程中，多种与自噬相关的蛋白参与自噬的启始和调控，自噬效应蛋白1(Beclin-1)、unc-51样自噬激活激酶1(unc-51-like kinase 1，ULK1)作为自噬的重要启始因子，在自噬的上游发挥作用；泛素结合蛋白62(protein 62，p62)作为自噬的底物，它与自噬水平呈负相关；微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3，LC3)是自噬的关键标志物，有LC3A、LC3B和LC3C 3个亚型，其中LC3B是LC3家族中最主要的编码基因，LC3B又可分为LC3Ⅰ和LC3Ⅱ，当自噬发生时，LC3Ⅰ会向LC3Ⅱ转换并聚集在自噬体膜表面，LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的比值能间接反映自噬程度与水平[8-10]。在脓毒症的严重阶段或脓毒症心肌损伤中，自噬的抑制加速了心肌损伤[11-13]。3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine，3-MA)是目前应用最为广泛而有效的自噬抑制剂，它主要通过阻断自噬囊泡形成来抑制自噬[14]。大黄素是一种典型的蒽醌衍生物，具有调控自噬、抗炎及抗氧化应激等作用[15-17]，对脓毒症诱导大鼠心肌损伤模型产生积极的治疗效果[18]。
通过文献检索，目前尚未发现关于大黄素能够通过促进自噬作用以缓解脓毒症小鼠心肌损伤的研究报道。鉴于适当增强心肌自噬活性已被理论证明能有效改善脓毒症所致的心肌损害，故作者提出假设，认为大黄素可能具备促进心肌自噬水平从而干预脓毒症小鼠心肌损伤的效能，因此该研究运用盲肠结扎穿孔术(cecum ligaction and puncture，CLP)构建脓毒症小鼠心肌损伤模型，探讨大黄素是否可通过促进心肌自噬水平改善脓毒症小鼠的心肌损伤，以期为大黄素用于防治脓毒症心肌损伤提供坚实的理论支撑。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计随机对照动物实验。
1.2 时间及地点 2023年10月在贵州医科大学实验动物中心对小鼠进行假手术、脓毒症心肌损伤造模、心脏超声检查及实验取材，2023年11月至2024年4月在贵州医科大学分子生物学重点实验室完成苏木精-伊红染色、ELISA和Western blot等实验。
1.3 材料
1.3.1 实验动物选取SPF级雄性昆明小鼠32只，6-8周龄，体质量25-30 g，购买于贵州医科大学实验动物中心，生产许可证号：SCXK(贵)2023-0002。饲养条件：每笼8只，将所有小鼠在恒温恒湿、自然昼夜环境下喂养，可自由饮水和进食，适应性喂养1周。实验方案经铜仁市人民医院动物实验伦理委员会批准，实验过程遵循了国际兽医学编辑协会《关于动物伦理与福利的作者指南共识》和本地及国家法规。实验动物在麻醉下进行所有的手术，并最大限度地减少其疼痛、痛苦和死亡。
1.3.2 实验试剂和仪器大黄素购自美国Sigma公司；3-甲基腺嘌呤购自美国MCE公司；脑钠肽和心肌肌钙蛋白I ELISA试剂盒购自江苏晶美生物科技有限公司；兔源单克隆p62抗体(货号：T55546)以及单克隆LC3B抗体(货号：T55992)购自上海Abmart公司；甘油醛-3-磷酸脱氢酶(polyvinylidene fluoride glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase，GAPDH)抗体(货号：HRP-60004)购自武汉三鹰；SDS-PAGE凝胶制备试剂盒购自Solarbio公司；电泳及转膜仪购自北京东方瑞利科技有限公司；动物VINNO76LAB超声仪购自北京益仁恒业科技有限公司。
1.4 实验方法
1.4.1 实验分组和药物干预将经适应性喂养的32只小鼠分为假手术组4只、假手术+大黄素组4只、模型组8只、模型+大黄素组8只、大黄素+3-甲基腺嘌呤组8只。3-甲基腺嘌呤参照田勇等[19]的给药方式及剂量，即在盲肠结扎穿孔术前1 h腹腔注射3-甲基腺嘌呤(10 mg/kg)，大黄素参照GAO等[20]的给药方式及剂量，即在盲肠结扎穿孔术前30 min腹腔注射大黄素(20 mg/kg)，其余各组在相同的时间注射等量的生理盐水。
1.4.2 脓毒症心肌损伤小鼠模型的构建所有小鼠术前禁饮6 h、禁食12 h，参照田勇等[21]的盲肠结扎穿孔术方法，小鼠在术前10 min用三溴乙醇(质量浓度20 mg/mL，剂量15 mL/kg)腹腔注射麻醉，当麻醉效果达到理想状态后，将小鼠仰置并固定于特制的鼠固定板，随后对预定手术区域进行标准的剃毛、消毒并铺设无菌洞巾。操作者在腹部正中线左侧约0.5 cm处实施长度约为0.8 cm的纵向切口，打开腹膜并适度扩大开口，暴露盲肠。操作过程中，盲肠被牵引至体外，并在其一半长处进行结扎，随即选取盲端富含粪便的部分，利用22号针头小心避开血管穿刺2次，再使用无齿镊轻轻挤出少量肠内容物，之后将盲肠复位并逐层闭合创口。术后，向小鼠颈部皮下注入1 mL温热的生理盐水以补充液体丢失。小鼠苏醒后即可自由饮水和进食。假手术组与假手术+大黄素处理组执行除了盲肠结扎穿刺之外的所有相同步骤。所有实验动物在术后24 h再次接受麻醉，并进行心脏超声检测，检测完毕采用摘眼球法采集血液样本，随后通过颈椎脱臼法处死小鼠，即刻获取心脏组织样本以供后续研究。
1.4.3 血清脑钠肽、心肌肌钙蛋白I浓度测定将眼球血在常温下静置2 h后，用低温高速离心机以2 500 r/min离心20 min，将所得上清分装并放置于-80 ℃冰箱中保存，根据脑钠肽和心肌肌钙蛋白I ELISA试剂盒说明书检测各组小鼠血清中脑钠肽和心肌肌钙蛋白I水平，用酶标仪在450 nm波长下测定吸光度值，绘制标准曲线并结合吸光度值计算脑钠肽和心肌肌钙蛋白I水平。
1.4.4 Western blot检测自噬蛋白的表达从-80 ℃冰箱中取出各组小鼠心脏，分别称取20 mg心尖组织，将蛋白酶抑制剂与组织裂解液按1∶100的比例提前混匀，在各个心尖组织离心管中分别加入200 μL混匀液，利用眼科剪刀在冰上条件下将组织尽量剪切成细碎状态，再施以超声波处理以进一步破碎组织，随即在冰浴条件下进行30 min的裂解过程。裂解完毕，12 000 r/min离心20 min，吸取出上清液运用BCA法进行蛋白定量。根据蛋白浓度调整后，将上清液置于100 ℃干浴环境中加热7 min进行变性处理。根据目的蛋白分子质量大小，制备不同浓度的SDS-PAGE凝胶，并依序完成电泳、膜转移及封闭等步骤，然后将一抗p62(1∶7 500)、Beclin-1(1∶1 000)、LC3B(1∶1 000)于4 ℃环境下孵育过夜，二抗则在室温下孵育1.5 h，通过ECL化学发光体系显影后，利用Image J软件分析所得蛋白质条带的灰度值。以内参GAPDH(稀释比1∶100 000)进行校正，目的蛋白的表达水平以目的蛋白条带灰度值与对应内参条带灰度值比值的形式表示。
1.4.5 心肌苏木精-伊红染色对各组样本采取左心室最宽横截面心肌组织切片，随后浸入体积分数10%中性甲醛固定液中固定24 h，对固定完成后的组织进行石蜡包埋并切成0.3-0.5 μm的薄片，然后进行苏木精-伊红染色，最后在光学显微镜下仔细观察各组心肌组织切片，分析和记录病理学变化特征。
1.4.6 动物超声评估小鼠心功能各组小鼠在术后24 h进行麻醉，用脱毛膏脱去前胸部毛发，使用VINNO76LAB超声诊断扫描仪，取左心室长轴切面，在M超声模式下测量左室收缩末期内径和左室舒张末期内径，通过Teichholtz公式计算出左室短轴缩短率以及左室射血分数，取3个周期算平均值。
1.5 主要观察指标 ①各组小鼠的一般情况；②各组小鼠血清脑钠肽、心肌肌钙蛋白I水平；③各组小鼠心肌组织中自噬蛋白LC3B、p62、Beclin-1表达；④各组小鼠心肌组织的病理学变化；⑤动物超声评估各组小鼠的心功能。
1.6 统计学分析采用GraphPad Prism 9.0统计软件对实验数据进行统计分析并绘制统计图，组间比较用单因素方差分析，若方差齐，则采用最小显著性差异分析，若方差不齐，则采用Tamhane 检验分析。P < 0.05为差异有显著性意义。文章所有统计学分析及方法经铜仁市人民医院统计学专家审核。

讨论

脓毒症在重症加强护理病房患者中的发病率、死亡率及治疗费用均高，心脏则是脓毒症并发功能障碍的常见器官之一，适当的心肌自噬水平是脓毒症心肌损伤的重要保护机制之一[22-24]。该研究采用盲肠结扎穿孔术复制脓毒症心肌损伤小鼠模型，通过检测心肌损伤标志物和心肌自噬蛋白水平，证实了大黄素预处理可减轻脓毒症小鼠的心肌损伤并可促进心肌自噬水平，通过应用自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤干预，明确了大黄素预处理可通过促进脓毒症小鼠心肌自噬水平，从而改善脓毒症小鼠的心肌损伤和心肌功能障碍。
自噬在正常生理状态下处于较低水平，当机体受到应激时，如饥饿、感染及创伤等情况下可被诱导[25]。自噬在脓毒症中呈动态变化的特征：在初期阶段，随着炎症反应的加剧，自噬活动逐渐增强，伴随心肌自噬水平的上升，对脓毒症关联的心肌损伤具有一定的改善作用；然而，进入脓毒症重症阶段，自噬活性反而受到抑制，这种抑制状态加剧了心肌的损害进程[26-27]。虽然自噬是把“双刃剑”，过度的自噬会加速心肌损伤，但所谓的度并无明确的界限，在脓毒症心肌损伤的细胞和动物模型中已有多种药物可通过诱导心肌自噬水平减轻脓毒症心肌损伤的相关研究报道[28-30]。
大黄素是一种典型的蒽醌衍生物，它可从多种中草药中提取获得，对心血管疾病也具有一定的保护作用，近年大黄素对脓毒症并发器官损伤保护方面的研究也备受学者们的青睐[31-33]。该研究ELISA检测发现，与假手术组相比，假手术+大黄素组小鼠心肌损伤标志物(脑钠肽、心肌肌钙蛋白I)水平无显著差异，这表明大黄素并不会引起心肌损伤。该研究发现，与模型组相比，模型+大黄素组小鼠心肌损伤标志物(脑钠肽、心肌肌钙蛋白I)水平降低，小鼠心肌苏木精-伊红染色见炎症细胞浸润减少、心肌病理损伤改善，心脏超声提示小鼠心脏功能改善，这些均表明大黄素预处理可减轻脓毒症小鼠的心肌损伤和心肌功能障碍。既往研究也表明，大黄素可通过改善细胞凋亡、抑制炎症反应及氧化应激等机制减少脓毒症动物模型心肌损伤[18，34]。大黄素对自噬也具有一定的调控作用[16，35]。该研究发现，与模型组相比，模型+大黄素组小鼠心肌中与自噬通量呈正相关的自噬蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin-1相对表达量升高，与自噬通量呈负相关的自噬底物p62相对表达量降低，这表明大黄素预处理可提高脓毒症小鼠心肌的自噬水平。既往多项研究表明，大黄素可通过促进自噬水平对组织或器官的损伤起到一定的保护作用[36-37]。尽管如此，关于大黄素预处理如何通过增强自噬应对脓毒症诱导的心肌损伤发挥保护效应，目前尚缺乏直接研究证据，具体机制仍有待阐明。
脓毒症诱导的心肌损伤机制极为复杂且尚未充分阐明，主要涉及感染诱发的自噬功能紊乱、细胞凋亡以及炎症反应调控失衡等多个层面，临床上主要采用抗感染、容量管理及器官功能支持等方法来治疗脓毒症心肌损伤，但疗效并不理想[5，38-39]。据报道，大黄素具有多种生物学活性，它可通过减少细胞凋亡、抑制氧化应激、减轻炎症反应及线粒体损伤等多种机制，对脓毒症并发的包括心脏在内的多个器官损伤具有一定的保护作用[34，40- 41]。研究报道，大黄素预处理可通过促进自噬减轻脓毒症并发的大鼠肺和脑损伤[20，42]。该研究为进一步验证大黄素促进自噬是否对脓毒症心肌损伤起到重要的保护作用，在给予大黄素干预前先用自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤对自噬进行抑制，结果发现，与模型+大黄素组相比，大黄素+3-甲基腺嘌呤组小鼠心肌中自噬蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和Beclin-1降低且p62升高，这表明大黄素预处理促进的心肌自噬水平可被3-甲基腺嘌呤部分逆转。该研究同时发现，与模型+大黄素组相比，大黄素+3-甲基腺嘌呤组小鼠心肌苏木精-伊红染色见心肌病理损伤加重，动物心脏超声提示左室射血分数降低但左室短轴缩短率降低不明显，这表明大黄素对脓毒症小鼠心肌损伤的保护作用被部分消除，这也提示大黄素预处理促进自噬有利于减轻脓毒症小鼠的心肌损伤和心肌功能障碍，但自噬的抑制并不能完全消除大黄素对脓毒症心肌损伤的保护作用，这也验证了自噬仅为脓毒症心肌损伤的保护机制之一。与该研究结果一致，CHANG等[43]研究表明，在脂多糖诱导的H9c2心肌细胞炎性损伤模型中，葛根素预处理可通过促进心肌线粒体自噬减轻心肌损伤；ZHANG等[44]研究表明，在盲肠结扎穿孔术诱导的脓毒症心肌损伤小鼠模型中，索马鲁肽预处理可通过增强自噬减轻脓毒症小鼠的心肌损伤；WU等[45]研究也发现，在脂多糖诱导的脓毒症心肌损伤体内外模型中，木犀草素预处理可通过增强自噬减轻脓毒症小鼠的心肌细胞和心肌损伤。与既往研究不同，该研究主要从自噬的角度来验证大黄素对脓毒症小鼠心肌损伤和心功能的保护作用。
自噬对心肌损伤保护作用的机制是复杂的。据报道，适中的自噬水平能够通过缓解炎症反应、抑制心肌细胞凋亡及调节氧化应激等多重途径，对受损心肌产生保护效应[21]。该研究发现，与模型组相比，模型+大黄素组心肌炎症因子浸润明显减少，加用3-甲基腺嘌呤对自噬进行抑制后发现，心肌炎症因子浸润增多，这表明大黄素预处理增强自噬可减轻脓毒症小鼠心肌损伤的炎症反应，这对心肌损伤可能也具有一定的保护作用。
综上所述，大黄素预处理可通过促进自噬改善脓毒症小鼠的心肌损伤和心肌功能障碍。由于研究时间和科研经费有限，该研究也存在一些不足之处：①仅在动物层面进行验证，并未在细胞层面对机制进行探讨；②在自噬检测方面，虽检测了多个自噬蛋白，但并未采用自噬检测的“金标准”电镜对心肌组织中自噬体形态进行观察；③自噬是动态变化的过程，该课题仅选择其中一个时间点进行研究。这些均需在后续的实验中进一步探讨。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

大黄素促进自噬改善脓毒症模型小鼠的心肌损伤

Emodin promotes autophagy to improve myocardial injury in septic model mice

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