芪参益气滴丸调节肠道菌群和ROS/TXNIP/NLRP3信号通路改善慢性心力衰竭大鼠的作用机制

吕李飞; 朱婷婷; 丁帆; 路迎冬; 崔向宁

北京中医药大学学报 ›› 2025, Vol. 48 ›› Issue (3) : 354 -369.

吕李飞, 朱婷婷, 丁帆, 路迎冬, 崔向宁

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摘要

目的基于肠道菌群和活性氧(ROS)/硫氧还蛋白相互作用蛋白(TXNIP)/核苷酸结合结构域富含亮氨酸重复序列和含热蛋白结构域受体3(NLRP3)信号通路探究芪参益气滴丸对慢性心力衰竭(CHF)大鼠的调节作用及其相关机制。方法 SPF级雄性SD大鼠65只，采用皮下多点注射异丙肾上腺素复合力竭及控食方法制备CHF模型，将造模成功大鼠按随机数字表法分为模型组、卡托普利组(5.30 mg/kg)和芪参益气低、中、高剂量组(0.08、0.16、0.32 g/kg),每组11只，另设空白组7只，给药组分别予相应药物灌胃，空白组和模型组灌胃等量纯净水，连续4周。经胸超声检测大鼠心功能；酶联免疫吸附测定(ELISA)检测血清脑钠素(BNP)和脂多糖(LPS)、白细胞介素-18(IL-18)和白细胞介素-1β(IL-1β)水平，全自动生化分析仪检测肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)和肌酸激酶同工酶(CK-MB)含量；苏木精-伊红(HE)染色观察心肌组织病理变化；流式细胞仪检测心肌ROS水平；免疫组化检测心肌组织TXNIP及NLRP3的表达；实时荧光定量PCR(RT-qPCR)及蛋白质印迹法(Western blotting)检测心肌TXNIP、NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、胱天蛋白酶-1(caspase-1)和IL-1β的mRNA和蛋白表达，同时Western blotting检测心肌硫氧还蛋白(Trx)和结肠紧密连接蛋白(ZO-1)、闭合蛋白(occludin)和密封蛋白5(claudin-5)的表达；最后利用16S rDNA高通量测序技术测定空白组、模型组及芪参益气高剂量组大鼠肠道微生物群的差异。结果与空白组比较，模型组大鼠左室射血分数(LVEF)和左室短轴缩短率(LVFS)明显降低(P<0.01);血清BNP、IL-18、IL-1β和LPS水平明显增加(P<0.01),CK、LDH和CK-MB含量明显升高(P<0.01);心肌组织可见纤维水肿，呈波浪状，胞质疏松，可见圆形空泡变性，局部组织可见纤维溶解，被增生的结缔组织取代，伴有炎性细胞浸润；心肌ROS水平明显升高(P<0.01);心肌TXNIP及NLRP3的表达明显增加(P<0.01);TXNIP、NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β的mRNA和蛋白表达均明显升高(P<0.05,P<0.01),而Trx、ZO-1、occludin、claudin-5表达均明显降低(P<0.01)。与模型组比较，芪参益气高剂量组变化最明显，其LVEF和LVFS明显升高(P<0.01);血清BNP、IL-18、IL-1β和LPS水平明显降低(P<0.01),CK、LDH和CK-MB含量明显减少(P<0.01);心肌组织损伤有改善；心肌ROS水平明显降低(P<0.01);心肌TXNIP及NLRP3的表达明显减少(P<0.01);TXNIP、NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β的mRNA和蛋白表达均明显减少(P<0.05,P<0.01),而Trx、ZO-1、occludin、claudin-5表达均明显升高(P<0.01)。16S rDNA测序结果证实：造模和药物干预后大鼠肠道菌群物种都发生改变，菌群的ɑ和β多样性也存在明显差异；与空白组比较，物种差异在科水平上，颤螺菌科(Oscillospiraceae)的丰度下调(P<0.05),乳杆菌科(Lactobacillaceae)的丰度上调，在种水平上，普雷沃菌(Segatella copri)和琥珀酸密螺旋体菌(Treponema succinifaciens)的丰度上调，Kineothrix alysoides(P<0.05)、伶俐瘤胃球菌(Ruminococcus callidus)和提摩普杆菌(Prevotellamassilia timonensis)的丰度下调；与模型组比较，在科水平上，芪参益气高剂量组的Oscillospiraceae上调(P<0.05),Lactobacillaceae则下调，在种水平上，Segatella copri和Treponema succinifaciens菌的丰度下调，Kineothrix alysoides菌的丰度上调(P<0.05)。结论芪参益气滴丸能调节肠道共生菌Kineothrix alysoides的相对丰度，降低血清LPS水平，抑制ROS/TXNIP/NLRP3信号通路，改善炎症反应，从而发挥治疗CHF的作用。