医学界振奋！山东中医药大学首次揭示：钩藤碱借助 SIRT3 力量，逆转高血压内皮祖细胞线粒体损伤
2025年5月11日
高血压作为一种常见慢性疾病，与内皮功能障碍密切相关。内皮祖细胞（EPCs）在维持血管内皮稳态和修复受损内皮中发挥关键作用。既往研究表明，高血压患者外周血 EPCs 数量减少且功能受损，成为阻碍内皮修复的关键因素。近年来，研究发现线粒体功能失调在 EPCs 损伤中扮演重要角色，但具体调控机制及针对性治疗靶点尚不明确。钩藤具有平肝息风、清热解惊的功效，常用于治疗头痛、头晕、心烦、惊痫抽搐等病症，而这些症状在高血压患者中较为常见，由此可初步窥见钩藤在高血压防治方面的潜力。近期发表于《British Journal of Pharmacology》的研究聚焦于钩藤的活性成分——钩藤碱（Rhy），深入探讨了钩藤碱作为 SIRT3 激动剂对 EPCs 线粒体损伤及高血压相关内皮功能障碍的影响。在自发性高血压大鼠（SHR）模型中，给予钩藤碱治疗后，与对照组相比，大鼠血压显著降低，且血管对乙酰胆碱的舒张反应得以恢复，血管内皮释放的扩张因子一氧化氮（NO）含量回升，而收缩因子内皮素 - 1（ET - 1）水平降低，组织病理学检查显示钩藤碱可抑制内皮退行性变、肿胀、增厚及细胞排列紊乱，减轻胶原沉积和血管壁肥厚，改善血管病理状态。免疫荧光分析发现，钩藤碱治疗后 SHR 主动脉中 CD133+CD34+的 EPCs 数量增加，提示其可促进 EPCs 的动员。同时，从外周血分离培养的 EPCs 体外实验显示，钩藤碱显著逆转了 EPCs 迁移、黏附和血管生成功能的急剧下降，且在人骨髓来源的 EPCs 中也观察到类似效果，表明钩藤碱能够恢复 EPCs 功能并促进其动员至受损血管部位，增加外周血中 EPCs 数量。能量代谢改善 ：利用 Seahorse XFe96 分析仪检测发现，与 WKY 大鼠相比，SHR 外周血 EPCs 的氧耗率（OCR）和细胞外酸化率（ECAR）均降低，表明线粒体代谢活动受到抑制。而钩藤碱治疗后，OCR 和 ECAR 增加，线粒体呼吸潜能提升，与阳性药物 ELA 效果相当，且 ATP 产生率也显著提高，说明钩藤碱增强了 EPCs 的线粒体代谢功能。线粒体形态重塑 ：透射电子显微镜观察显示，经 Ang II 处理后，EPCs 线粒体出现碎片化，外膜消失，嵴断裂或消失，而钩藤碱干预后，线粒体长度和体积增加，外膜完整，嵴排列规则。此外，MitoTracker 染色显示钩藤碱可促进线粒体延长，增加线粒体管状细胞比例，改善线粒体动态平衡和嵴形成，维持线粒体功能。凋亡相关指标改善 ：通过 JC - 1 染色检测线粒体膜电位（MMP），发现钩藤碱可显著提高 MMP 比值，表明其能缓解线粒体膜电位下降。流式细胞术检测发现，钩藤碱处理可显著降低 Ang II 诱导的 EPCs 凋亡率。凋亡通路分子调节 ：钩藤碱显著促进抗凋亡蛋白 Bcl - 2 表达，降低促凋亡蛋白 Bax 和 Caspase 3 表达。进一步研究 Bax 和细胞色素 c 在细胞质与线粒体间的转位发现，Ang II 促使 Bax 从细胞质转入线粒体，细胞色素 c 从线粒体释放至细胞质，而钩藤碱则抑制了这一转位过程，从而阻断线粒体凋亡通路。SIRT3 表达与活性提升 ：免疫印迹实验显示，Ang II 使 SIRT3 蛋白表达下降，而钩藤碱呈剂量依赖性增加 SIRT3 表达。qRT - PCR 检测发现钩藤碱可促进 SIRT3 基因转录，此外，蛋白稳定性实验表明钩藤碱可抑制 SIRT3 蛋白降解，延长其半衰期。同时，钩藤碱能够增强 SIRT3 活性，降低组蛋白乙酰化水平，表明其可增强 SIRT3 的去乙酰化活性。分子对接与相互作用验证 ：分子对接实验显示钩藤碱与 SIRT3 活性口袋具有较高结合能，且结合氨基酸位点明确。表面等离子共振（SPR）实验进一步证实了钩藤碱与 SIRT3 的良好相互作用，平衡解离常数 KD 值为 5.452 μM。细胞热位移分析（CETSA）表明钩藤碱可提高 SIRT3 在 EPCs 中的热稳定性，直接结合并激活 SIRT3。研究通过 RNAi 技术敲低 EPCs 中 SIRT3 表达后发现，EPCs 的 MMP 显著降低，钩藤碱对 MMP 的增强作用消失。同时，敲低 SIRT3 消除了钩藤碱对 Ang II 诱导的 Bcl - 2、Bax 和 Caspase 3 表达变化的影响，并抵消了钩藤碱对 Bax 和细胞色素 c 转位的抑制作用，证实了 SIRT3 在钩藤碱抑制线粒体凋亡通路中的不可或缺性。图7 钩藤碱以SIRT3依赖的方式抑制了线粒体凋亡途径进一步研究表明，敲低 SIRT3 损害了钩藤碱对 EPCs 线粒体呼吸的保护作用，促进了 Ang II 诱导的线粒体碎片化，且抑制了钩藤碱对 EPCs 增殖、迁移和血管生成功能的改善效果。在动物实验中，经 AAV9 - shSIRT3 处理的 SHR 中，钩藤碱对 EPCs 的治疗效果及其对血管内皮的改善作用均被削弱，血压调节作用也消失，充分证明了 SIRT3 在钩藤碱发挥心血管保护作用中的关键作用。图8 SIRT3的抑制作用消除了Rhy对SHR内皮细胞的保护作用SIRT3/SOD2 通路在抑制氧化应激和凋亡中的作用鉴于线粒体超微结构异常是 ROS 过量产生的主要诱因，研究进一步探讨了钩藤碱对氧化应激的影响。实验发现，钩藤碱显著降低了 EPCs 中的细胞 ROS 和线粒体 ROS 水平，且这种作用依赖于 SIRT3 的激活。机制上，SIRT3 可去乙酰化 SOD2，增强其活性，进而清除 ROS，维持线粒体红氧平衡。研究发现，钩藤碱降低了 SOD2 的乙酰化水平，且 SIRT3 抑制剂 3 - TYP 可抵消钩藤碱对 SOD2 乙酰化的抑制作用，同时 SOD2 活性检测也证实了钩藤碱的这一正向作用。此外，通过 RNAi 技术沉默 SOD2 表达后，钩藤碱对 ROS 和线粒体 ROS 的抑制作用以及对 Bcl - 2 和 Bax 表达的调节作用均被逆转，表明 SOD2 在钩藤碱抑制氧化应激和细胞凋亡中具有不可替代的作用。图9 SIRT3激活SOD2是Rhy抑制EPCs线粒体依赖性凋亡所必需的本研究首次揭示了钩藤碱作为一种强效 SIRT3 激动剂，对 EPCs 线粒体损伤具有显著保护作用，并能改善高血压相关的内皮功能障碍，为开发新型高血压治疗药物提供了有力依据和潜在靶点。Lin L, Sun B, Hu Y, Yang W, Li J, Wang D, Zhang L, Lu M, Li Y, Li Y, Zhang D, Li C. Rhynchophylline as an agonist of sirtuin 3 ameliorates endothelial dysfunction via antagonizing mitochondrial damage of endothelial progenitor cells. Br J Pharmacol. 2025 Mar 31. doi: 10.1111/bph.70032. Epub ahead of print. PMID: 40164963.
