人参皂苷Rg5通过上调表皮生长因子受体改善脓毒症心肌钙瞬变和收缩功能以及模型小鼠的存活率OA

目的脓毒症所致心肌收缩功能障碍是脓毒症患者高死亡率的主要原因之一,目前缺乏有效的靶向治疗药物。本研究旨在探讨人参皂苷Rg5对脓毒症心肌收缩功能障碍的改善作用及机制。方法(1)采用盲肠结扎穿孔术(cecal ligation and puncture,CLP)建立小鼠脓毒症模型。将96只10周龄雄性C57BL/6小鼠(体质量20~30 g)按照随机数字表法分为3组(n=32):假手术(Sham)组、脓毒症(Sepsis)组、Rg5处理组。通过超声心动图评估心功能,ELISA检测血清心肌肌钙蛋白Ⅰ(cardiac troponinⅠ,cTnⅠ)水平,并观察小鼠72 h存活情况。采用Langendorff灌流系统分离心肌细胞,随后利用细胞微张力仪检测心肌细胞收缩功能与钙瞬变。(2)利用网络药理学筛选Rg5治疗脓毒症的靶点并进行功能富集分析。进一步利用STRING构建蛋白-蛋白互作网络,通过Cytoscape软件筛选核心靶点,通过Western blotting检测各组表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)的表达变化,通过分子对接技术研究Rg5与EGFR的相互作用。结果(1)与Sham组比较,Sepsis组小鼠左心室射血分数和短轴缩短率显著降低(P<0.05),心肌损伤标志物cTnⅠ水平明显升高(P<0.05),表明脓毒症后心肌功能明显损伤。Rg5处理后可显著恢复脓毒症小鼠心肌功能,提高左心室射血分数和短轴缩短率,降低血清cTnⅠ水平(P<0.05)。同时,Rg5治疗后可将脓毒症小鼠72 h存活率从25%提升至50%(P<0.05)。与Sham组相比,Sepsis组心肌细胞钙瞬变幅度显著下降,钙敏感性降低,同时心肌细胞收缩幅度大幅降低,最大收缩速率与最大舒张速率均显著减慢(P<0.05);Rg5治疗可显著恢复脓毒症心肌细胞的钙瞬变能力,改善心肌细胞钙脱敏状态,同时明显提升心肌细胞收缩幅度、最大收缩速率与最大舒张速率(P<0.05)。(2)网络药理学分析获得了53个Rg5治疗脓毒症的潜在靶点;GO富集结果显示,这些靶点主要参与肌肉细胞增殖、血压调节及腺苷酸环化酶激活的G蛋白偶联受体信号通路等生物学过程;KEGG富集分析显示这些靶点显著富集于钙信号通路、Rap1信号通路及Ras信号通路等与心肌收缩相关的通路。蛋白-蛋白互作分析和Cytoscape筛选前10候选靶点,包括EGFR、STAT3、MMP9、IL2、FGF2、MAPK1、BCL2L1、MMP2、PTPN11、MDM2,其中EGFR为核心靶点。Western blotting结果显示,脓毒症后心肌组织中EGFR的蛋白表达显著降低(P<0.05),Rg5处理可显著上调其表达(P<0.05)。分子对接结果显示,Rg5可与EGFR存在强相互作用,结合能达-8.0 kcal/mol。结论人参皂苷Rg5可有效改善脓毒症小鼠心肌收缩功能障碍,减轻心肌损伤并提升小鼠存活率,其机制可能与直接结合并上调EGFR表达相关。