亚精胺通过激活PI3K/AKT通路改善小鼠慢性心力衰竭

Spermidine improves chronic heart failure in mice by activating PI3K/AKT pathway

摘要

目的 基于PI3K/AKT信号通路探讨亚精胺（SPD）对小鼠慢性心力衰竭的影响及机制。 方法 ①将6周龄的C57BL/6野生型雄性小鼠随机分为4组：假手术（sham）组、sham+SPD组、主动脉弓缩窄（TAC）组和TAC+SPD组（TAC术后小鼠饮水添加3 mmol/L SPD）。Western blot检测心肌组织中脑利钠肽（BNP）、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）、磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶（p-PI3K）、蛋白激酶B（Akt）、磷酸化蛋白激酶B（p-Akt）、葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）、葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）、抗丙酮酸脱氢酶（PDH）和抗乳酸脱氢酶A（LDHA）的表达水平；心脏超声检查心功能情况；Masson染色观察心肌细胞肥大及纤维化程度；透射电镜观察心肌线粒体形态。②盐酸异丙肾上腺素（ISO，10 μmol/L）处理HL-1心肌细胞，建立心肌细胞肥大模型。HL-1心肌细胞分为对照（control）组、ISO组、ISO+SPD（1 mmol/L）组，ISO+二氟甲基鸟氨酸（DFMO，10 μmol/L）组和ISO+SPD+DFMO组。Western blot检测各组细胞中BNP、PI3K、p-PI3K、Akt、p-Akt、GLUT1、GLUT4、PDH和LDHA的表达水平；使用FITC标记的Phalloidin染液标记细胞骨架，在荧光显微镜下观察细胞骨架；用荧光标记的2-脱氧葡萄糖（2-NBDG）处理各组细胞3 min，分析细胞葡萄糖摄取能力。 结果 ①与sham组比较，TAC组小鼠左心室射血分数（LVEF）和左心室短轴缩短分数（LVFS）降低（P<0.05），Masson染色有明显的蓝色胶原纤维沉积，透射电镜显示小鼠线粒体嵴密度降低、线粒体数量减少及排列不规则，心肌组织p-PI3K、p-Akt和PDH表达降低（P<0.05），而BNP、GLUT1和LDHA表达升高（P<0.05）。与TAC组相比，TAC+SPD组小鼠LVEF和LVFS升高（P<0.05），Masson染色未见明显的胶原纤维，透射电镜显示小鼠心肌线粒体数目和线粒体嵴密度均增多，心肌组织p-PI3K、p-Akt、GLUT1和PDH表达升高（P<0.05），BNP和LDHA表达降低（P<0.05）。②与control组相比，ISO组p-PI3K、p-Akt和PDH的表达水平明显降低（P<0.05），而GLUT1和LDHA的表达明显升高（P<0.05），2-NBDG摄取量增多（P<0.05）；与ISO组比较，ISO+SPD组p-PI3K、p-Akt、GLUT1和PDH的表达水平明显升高（P<0.05），LDHA的表达明显降低（P<0.05），2-NBDG摄取量增多（P<0.05），而ISO+DFMO组p-PI3K、p-Akt和PDH的表达水平明显降低（P<0.05），LDHA的表达明显升高（P<0.05），GLUT1变化不明显，2-NBDG摄取量降低（P<0.05）；与ISO+SPD相比，ISO+DFMO+SPD组p-PI3K、p-Akt、GLUT1和PDH的表达都有不同程度的降低（P<0.05），而LDHA的表达水平升高（P<0.05），2-NBDG摄取量降低（P<0.05）；各组间GLUT4的表达未见明显差异。 结论 SPD可能通过激活PI3K/AKT通路，促进心衰细胞对糖的摄取和有氧氧化，减轻心肌肥大，从而缓解心力衰竭。

Abstract

Objective To investigate the effect and mechanism of spermidine（SPD） on chronic heart failure in mice based on PI3K/AKT signaling pathway. Methods ①Six-week-old male C57BL/6 wild-type mice were randomly divided into 4 groups： sham group， sham+SPD group， aortic constriction（TAC） group， and TAC+SPD group（3 mmol/L SPD was added to the drinking water of mice after TAC surgery）. Western blot was used to detect the expression levels of brain natriuretic peptide（BNP）， phosphatidylinositol 3-kinase（PI3K）， phosphorylated phosphatidylinositol 3-kinase（p-PI3K）， protein kinase B（Akt）， phosphorylated protein kinase B（p-Akt）， glucose transporter 1（GLUT1）， glucose transporter 4（GLUT4）， anti-pyruvate dehydrogenase（PDH）， and anti-lactate dehydrogenase A（LDHA） in myocardial tissue； echocardiography was used to examine the cardiac function； Masson staining was used to observe the degree of myocardial cell hypertrophy and fibrosis； and transmission electron microscopy was used to observe the morphology of myocardial mitochondria. ②HL-1 cardiomyocytes were treated with 10 μmol/L isoproterenol hydrochloride（ISO） to establish a cardiomyocyte hypertrophy model. HL-1 cardiomyocytes were divided into control group， ISO group， ISO+SPD（1 mmol/L） group， ISO+difluoromethylornithine（DFMO， 10 μmol/L） group and ISO+SPD+DFMO group. The expression levels of BNP， PI3K， p-PI3K， Akt， p-Akt， GLUT1， GLUT4， PDH and LDHA in cells were detected by Western blot. The cytoskeleton was labeled with FITC-labeled phalloidin staining solution and observed under a fluorescence microscope. Cells in each group were treated with fluorescence-labeled 2-deoxyglucose（2-NBDG） for 3 min， and then the glucose uptake capacity of the cells was evaluated. Results ①Compared with sham group， the left ventricular ejection fraction（LVEF） and the left ventricular fractional shortening（LVFS） of mice decreased in TAC group（P<0.05）； Masson staining showed obvious blue collagen fiber deposition； transmission electron microscopy revealed a reduction in mitochondrial cristae density， a decrease in mitochondrial number， and irregular arrangement in mice； the expressions of p-PI3K， p-Akt and PDH in myocardial tissue decreased（P<0.05）， while the expressions of BNP， GLUT1 and LDHA increased（P<0.05）. Compared with TAC group， LVEF and LVFS of mice increased in TAC+SPD group（P<0.05）； Masson staining showed no obvious collagen fibers； Transmission electron microscopy revealed an increase in the number of myocardial mitochondria and mitochondrial cristae density； and the expressions of p-PI3K， p-Akt， GLUT1 and PDH in myocardial tissue increased（P<0.05）， while the expressions of BNP and LDHA decreased（P<0.05）. Compared with control group， the expression levels of p-PI3K， p-Akt， and PDH significantly decreased in ISO group（P<0.05）， while the expressions of GLUT1 and LDHA significantly increased（P<0.05）， and the uptake of 2-NBDG increased（P<0.05）. Compared with ISO group， the expression levels of p-PI3K， p-Akt， GLUT1， and PDH significantly increased in ISO+SPD group（P<0.05）， the expression of LDHA significantly decreased（P<0.05）， and the uptake of 2-NBDG increased（P<0.05）.Compared with ISO group， the expression levels of p-PI3K， p-Akt， and PDH significantly decreased in ISO+DFMO group（P<0.05）， the expression of LDHA significantly increased（P<0.05）， the expression of GLUT1 showed no significant change， and the uptake of 2-NBDG decreased（P<0.05）. Compared with ISO+SPD group， the expressions of p-PI3K， p-Akt， GLUT1， and PDH decreased to varying degrees in ISO+DFMO+SPD group（P<0.05）， the expression of LDHA increased（P<0.05）， and the uptake of 2-NBDG decreased（P<0.05）. There was no significant difference in the expression of GLUT4 among the groups. Conclusion SPD can alleviate the heart failure by activating PI3K/AKT pathway， promoting glucose uptake and aerobic oxidation in heart failure cells， and reducing myocardial hypertrophy.

Graphical abstract

关键词

亚精胺 / 心力衰竭 / 纤维化 / 磷脂酰肌醇3-激酶 / 蛋白激酶B / 糖代谢

Key words

spermidine / heart failure / fibrosis / phosphatidylinositol 3-kinase / protein kinase B / glycometabolism

慢性心力衰竭（chronic heart failure， CHF）是一种常见的心血管疾病，其发病率与死亡率逐年上升。根据世界卫生组织的数据，目前全球约有6 400万慢性心力衰竭患者，且预计在未来还会继续增长^［1］。CHF不仅严重影响患者的生活质量，还对社会医疗体系造成了巨大的经济负担，已成为公共卫生研究的重要方向。心力衰竭的发生与多种因素密切相关，包括高血压、冠心病和糖尿病等心血管风险因素^［2］。尽管心力衰竭的病理生理机制逐渐明晰，但其治疗手段仍显不足，迫切需要新的治疗策略来改善患者的预后。

亚精胺（spermidine， SPD）是一种天然的多胺，在众多食物中均有发现，尤其是在发酵食品、豆类和某些谷物中含量丰富。亚精胺被认为对人体具有多重益处，包括促进细胞增殖、抗氧化和组织再生等^［3］。研究表明^［4］，天然多胺在延缓衰老、增强心脏保护作用方面具有潜力，其机制包括清除自由基以减少氧化应激损伤，调节凋亡相关基因以抑制心肌细胞凋亡，促进细胞增殖和修复以帮助心脏恢复功能，维持钙离子稳态以确保正常心脏功能，激活如mTOR信号通路调节细胞生长和代谢，以及通过其抗炎特性减少心肌炎症反应等。磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase， PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B， AKT）信号通路是细胞内重要的生物信号转导通路之一，在心脏发育、存活和功能维持中发挥着关键作用，该通路的激活能够促进心肌细胞存活，抵抗凋亡，并改善心脏的异常代谢状态^［5］。因此，探讨亚精胺对PI3K/AKT信号通路的影响，可能为治疗慢性心力衰竭提供新的思路。本研究通过探讨亚精胺通过PI3K/AKT信号通路对小鼠慢性心力衰竭的影响，以期为心力衰竭的治疗提供新的实验依据。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 动物及细胞

SPF级6周龄的C57BL/6野生型雄性小鼠24只购自空军军医大学动物中心。HL-1心肌细胞购自尚恩生物科技公司。本实验经空军军医大学动物伦理委员会批准（20230850）。

1.1.2 主要试剂与仪器

抗β肌动蛋白（β-actin）、抗葡萄糖转运蛋白4（glucose transporter 4， GLUT4）、抗脑利钠肽（brain natriuretic peptide， BNP）抗体及抗兔和鼠二抗均购自南京赛戈巍生物科技公司，抗乳酸脱氢酶A（lactate dehydrogenase A， LDHA）购自英国Abcam公司；抗PI3K、Akt、磷酸化PI3K（phosphorylated PI3K， p-PI3K）和磷酸化Akt（phosphorylated Akt， p-Akt）抗体，均购自美国Cell Signaling Technology公司，抗葡萄糖转运蛋白1（glucose transporter 1， GLUT1）抗体购自美国Santa公司，抗丙酮酸脱氢酶（pyruvate dehydrogenase，PDH）抗体购自爱博泰克生物科技公司；超敏ECL发光液购于陕西普罗安蒂生物科技发展有限公司；RIPA裂解液、鬼笔环肽（Phalloidin）染液和4'，6-二脒基-2苯基吲哚（4′，6-diamidino-2-Phenylindole，DAPI）染色液均购自北京碧云天生物技术公司；盐酸异丙肾上腺素（isoproterenol hydrochloride， ISO）、二氟甲基鸟氨酸（difluoromethylornithine，DFMO）和SPD均购自上海阿拉丁公司；荧光标记的2-NBDG（2-（N-（7-nitrobenz-2-oxa-1，3-diazol-4-yl）amino）-2-deoxyglucose）购自美国Sigma公司。小鼠心脏超声系统购自飞依诺公司，IX83荧光显微镜购自日本Olympus公司。

1.2 实验方法

1.2.1 实验分组及处理

小鼠随机分4组：假手术（sham）组、sham+SPD组、TAC组以及TAC+SPD组，每组6只。TAC组通过主动脉弓缩窄术（transverse aortic constriction，TAC）建立小鼠慢性心力衰竭模型^［6］：用异氟烷麻醉小鼠，将主动脉弓、头臂干及左颈总动脉之间的软组织撕开一小口，穿入6-0缝合线，将27G垫针放到主动脉弓上，然后进行结扎，缩窄主动脉。sham组仅挂线，不做结扎。sham+SPD组和TAC+SPD组在TAC术后饮水中添加3 mmol/L SPD喂养8周^［7］。

本实验使用的HL-1为贴壁细胞，培养于1%青-链霉素双抗、10%胎牛血清的DMEM中，置于5% CO₂，37 ℃细胞培养箱中进行常规培养。HL-1细胞分为：正常对照组（control组）、ISO组、ISO+SPD组、ISO+DFMO（鸟氨酸脱氢酶抑制剂）组和ISO+SPD+DFMO组。control组细胞用含5.5 mmol/L葡萄糖的DMEM常规培养24 h；ISO组细胞在含5.5 mmol/L葡萄糖的DMEM培养下，给予10 μmol/L ISO共培养24 h；ISO+SPD组在含5.5 mmol/L葡萄糖的DMEM培养下，给予10 μmol/L ISO和1 mmol/L SPD共同培养24 h；ISO+DFMO组在含5.5 mmol/L葡萄糖的DMEM培养下，给予10 μmol/L ISO和10 μmol/L DFMO共同培养24 h；ISO+SPD+DFMO组在含5.5 mmol/L葡萄糖的DMEM培养下，给予10 μmol/L ISO、1 mmol/L SPD和10 μmol/L DFMO共同培养24 h。

1.2.2 超声心动图检测心脏功能

在术后8周检测小鼠心脏功能。提前一天将小鼠胸部脱毛处理，使用异氟烷和纯氧的混合物对小鼠进行持续吸入麻醉，将麻醉后的小鼠置于恒温操作台上，超声探头放置在小鼠的胸骨旁，获取左心室的长轴切面，并进行M型超声心动图的记录。

1.2.3 Masson染色观察心肌组织纤维化

小鼠麻醉后，迅速切除心脏并用预冷的PBS缓冲液清洗。将心脏组织用4%的多聚甲醛缓冲液固定，包埋石蜡，切成4 μm切片，用于形态学观察。按照染色方案进行Masson染色，在显微镜下对组织染色切片进行观察。

1.2.4 细胞糖摄取实验检测细胞糖摄取能力

将HL-1细胞接种到预先铺好玻片的24孔板中，密度5×10⁴/孔，分组加药处理，培育24 h。弃去培养基，冲洗细胞3次，然后更换500 μL新鲜无糖培养基，饥饿细胞1 h。弃掉无糖培养基，加入终浓度为100 μmol/L的2-NBDG溶液（使用无糖培养液稀释），37 ℃孵育30 min。弃掉培养液，PBS洗涤3遍，用4%多聚甲醛室温固定10~20 min，PBS洗涤3遍。加入DAPI染液室温避光放置5 min，PBS洗涤3遍，防淬灭荧光封片剂封片，避光过夜，荧光显微镜下观察拍照，使用Image J分析荧光强度。

1.2.5 鬼笔环肽染色观察细胞形态的变化

将HL-1细胞接种到预先铺好玻片的24孔板中，培育24 h；分组加药处理24 h；弃去培养基，37 ℃预热的PBS清洗细胞2次，用4%多聚甲醛室温固定10~20 min，PBS清洗3遍；用0.5%Triton X-100溶液透化处理5 min，用PBS清洗细胞3次。取配制好的FITC标记的Phalloidin工作液内加入1% BSA，覆盖住盖玻片上的细胞，室温避光孵育30 min，PBS清洗3次；加入DAPI染液室温避光放置5 min，PBS清洗3次；防淬灭荧光封片剂封片，避光过夜，荧光显微镜下观察拍照。

1.2.6 蛋白质印迹法（Western blot）检测HL-1细胞和心肌组织PI3K/AKT信号通路相关蛋白以及糖代谢相关蛋白的表达水平

将HL-1细胞接种到6孔板中，接种密度3×10⁵/孔，培育24 h；再分组加药处理24 h，RIPA裂解液（含PMSF及磷酸酶抑制剂）冰上裂解细胞30 min，离心（4 ℃，12 000 r/min，20 min）后收集上清，吸取2 μL使用BCA法定量，剩余上清加入1/4体积的5×loading缓冲液，96 ℃煮样10 min，即得细胞样品。

分别取各组小鼠心脏相同位置的组织20 mg，匀浆，裂解，提取总蛋白，BCA法定量，即得组织样品。

将得到的细胞和组织样品依次电泳，转膜，封闭，一抗（BNP、PI3K、p-PI3K、Akt、p-Akt、GLUT1、GLUT4、LDHA和PDH，稀释比例均为1∶1 000；β-actin的稀释比例为1∶20 000）4 ℃孵育过夜，二抗（山羊抗兔IgG和马抗鼠IgG，稀释比例均为1∶10 000）室温孵育1 h，显色。采用Image J软件（V1.8.0版）进行蛋白条带分析，β-actin为内参，结果用解析度（DPI）表示。实验重复3次，取平均值。

1.2.7 透射电子显微镜观察心肌线粒体

取出小鼠的心脏组织，迅速放入冰冷的生理盐水中，用手术刀将心脏左心室组织切成1~2 mm³的小块。放入2.5%戊二醛固定液内在4 ℃冰箱中过夜。脱水包埋处理后放入烘箱中进行固化，之后使用超薄切片机对样品进行切片处理。用透射电子显微镜观察心肌线粒体在不同视野下的形态，并获取图像。

1.3 统计学分析

使用SPSS 27.0软件进行统计学分析，GraphPad Prism 10.1.2 软件绘图。实验数据以均数±标准差（X±S）表示，多组间比较使用单因素方差分析，两两比较使用LSD-t检验，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 TAC小鼠模型建立

TAC术后8周，通过超声心动图评估小鼠心脏功能，结果显示，与sham组相比，TAC组小鼠的左心室射血分数（LVEF）和左心室缩短分数（LVFS）降低（P<0.05，见图1A），表明其心功能减退。肉眼观察，TAC组小鼠的心脏体积明显大于sham组（见图1B）。Western blot结果显示，TAC组心肌组织中心力衰竭标志物BNP的表达高于sham组（P<0.05，见图1C）。

2.2 SPD改善TAC小鼠心脏大体结构与心功能

心脏大体照片显示，与sham组比较，TAC组小鼠心脏明显肥大，小鼠心脏质量与体质量比明显升高（P<0.05）；而相较TAC组，TAC+SPD组小鼠心脏肥大明显改善，心脏质量与体质量比明显降低（P<0.05，见图2A）。超声心动图结果显示，与sham组相比，TAC组LVEF和LVFS均降低（P<0.05），心肌肥大指标舒张期室间隔厚度（IVSd）和收缩期室间隔厚度（IVSs）均增加（P<0.05）；与TAC组比较，TAC+SPD组小鼠心脏收缩功能改善，LVEF和LVFS均增加（P<0.05），IVSd和 IVSs均降低（P<0.05，见图2B），表明SPD有效改善了TAC诱导的心功能不全。

2.3 SPD减轻TAC小鼠心肌纤维化并改善线粒体超微结构

Masson染色结果进一步揭示，TAC组小鼠心肌组织相较于sham组出现了明显的纤维化改变，胶原纤维大量沉积；而给予SPD干预后，其心肌纤维化程度明显减轻，胶原纤维沉积减少（见图3A）。透射电镜观察心肌线粒体超微结构发现，与sham组相比，TAC组小鼠心肌线粒体数量减少、嵴密度降低且排列紊乱；与TAC组比较，TAC+SPD组小鼠心肌中线粒体数目增多，线粒体嵴密度增加（见图3B）。这些组织病理学和超微结构的结果共同支持了SPD改善TAC诱导的心肌损伤和功能障碍的积极作用。

2.4 SPD对TAC小鼠心肌组织中p-PI3K，p-Akt及BNP的蛋白表达的影响

Western blot结果显示，与sham组相比，sham+SPD组小鼠心肌组织中p-PI3K、p-Akt及BNP表达水平变化不明显；而TAC组中这三者的表达均降低（P<0.05）；然而，与TAC组比较，TAC+SPD组小鼠心肌组织p-PI3K、p-Akt及BNP的表达上升（P<0.05，见图4）。这表明SPD可能通过增强PI3K/AKT信号通路的活性起到保护心肌的作用。

2.5 SPD通过激活PI3K/AKT信号通路改善心衰细胞的糖代谢

2.5.1 SPD可以激活PI3K/AKT信号通路，改善ISO诱导的HL-1心肌肥大细胞的形态

Western blot结果显示，与control组相比，ISO组p-PI3K和p-Akt的表达降低（P<0.05）；与ISO组相比，ISO+SPD组中p-PI3K和p-Akt的表达升高ISO（P<0.05），而ISO+DFMO组中p-PI3K和p-Akt的表达降低（P<0.05）；与ISO+SPD组相比，ISO+DFMO+SPD组p-PI3K和p-Akt的表达降低（P<0.05，见图5A）。上述结果表明给予心肌肥大细胞SPD后，p-PI3K和p-Akt的表达会升高，而在使用DFMO抑制SPD的作用后，p-PI3K和p-Akt的表达会随之降低，这说明SPD可以激活PI3K/AKT通路。从细胞骨架染色结果看，SPD改善了ISO诱导的HL-1心肌肥大细胞的形态，缓解了心肌肥大（见图5B）。

2.5.2 SPD可以改善心衰细胞的糖代谢

在细胞糖摄取实验中发现，与control组相比，ISO组2-NBDG摄取量明显升高（P<0.05）；与ISO组相比，ISO+SPD组2-NBDG摄取量增多（P<0.05） ，而ISO+DFMO组2-NBDG摄取量降低（P<0.05）；与ISO+SPD组相比，ISO+SPD+DFMO组2-NBDG摄取量降低（P<0.05，见图6）。上述结果表明，在ISO诱导模拟的心衰状态下，SPD进一步促进了细胞对葡萄糖的摄取。

Western blot结果显示，与sham组相比，sham+SPD组GLUT1、GLUT4、LDHA和PDH的表达水平变化不明显，相反TAC组的PDH的表达水平降低（P<0.05），GLUT1和LDHA表达水平明显升高（P<0.05），GLUT4变化不明显；然而与TAC组比较，TAC+SPD组GLUT1和PDH表达明显升高（P<0.05），LDHA表达水平降低（P<0.05），GLUT4变化不明显（见图7），这表明SPD可以增加心衰小鼠的心肌细胞对葡萄糖的摄取并促进葡萄糖的有氧氧化。这一结论在细胞模型上得到验证。与control组相比，ISO组PDH的表达水平明显降低（P<0.05），而GLUT1和LDHA的表达明显升高（P<0.05）；与ISO组相比，ISO+SPD组GLUT1和PDH的表达水平较ISO组明显升高（P<0.05），而 LDHA表达则明显降低（P<0.05）；相反，与ISO组相比，ISO+DFMO组PDH的表达则降低（P<0.05），并LDHA表达升高（P<0.05），GLUT1的变化不明显；与ISO+SPD组相比，ISO+DFMO+SPD组GLUT1和PDH表达降低（P<0.05），LDHA表达升高（P<0.05），即DFMO部分逆转SPD的作用；GLUT4的表达在组间未见明显差异（见图8）。

3 讨论

慢性心力衰竭是心血管疾病最主要的发展结局，是由心脏结构或功能异常（造成心室充盈或射血功能受损）引起的一种复杂临床综合征，能量代谢异常是加重CHF的重要因素之一^［8］。在成人心脏中，脂肪酸是主要的能量来源，占60%~90%^［9］，而当发生CHF后，可导致心肌处于“绝对”或“相对”缺氧状态，进而使得心脏的能量代谢逆转到胎儿期的能量代谢，此时葡萄糖代谢成为主要的能量来源^［10］。然而，它的能源效率极低，无法维持心衰期间的高能量需求。因此，改善心脏的能量代谢有助于减缓心力衰竭的进程。

多胺（polyamines，PA）是一类含有多个氨基基团的有机化合物，包括腐胺（putrescine，PUT）、精胺（spermine，SPM）和亚精胺（spermidine， SPD），这些分子在维持机体生理功能方面发挥着多种重要作用，涉及调节细胞增殖、细胞生长、线粒体功能、基因翻译及自噬等过程^［11］。其中，PUT能够明显减轻心肌缺血和再灌注所引发的损伤，可能与稳定细胞膜有关^［12］；SPM对心脏的保护效应与其清除活性氧（ROS）和上调钙敏感受体（CaSR）表达水平的能力密切相关^［13］；SPD则被发现具有延长寿命及预防癌症、代谢性疾病、心脏病和神经退行性变的作用^［14］。为了深入探究SPD的功能，本研究构建了TAC小鼠模型，予以SPD干预，观察其对CHF进程的影响。结果显示，SPD干预明显减轻了TAC小鼠心脏肥大并改善了心功能，缓解了心衰末期的心肌纤维化程度，有效改善了TAC诱导的心肌线粒体结构异常，这些结果表明SPD在延缓TAC术后心衰发展的过程中发挥了重要作用。

PI3K/AKT通路是调控细胞存活、增殖、生长、凋亡和血管生成的核心信号通路之一，在心脏生理与病理过程中发挥关键作用^［15］。既往研究表明，该通路参与心脏保护机制：在高血压心衰小鼠模型中，石蒜素（LYC）可通过抑制PI3K-AKT/NF-κB通路介导的炎症反应发挥心脏保护作用^［16］；在小鼠心梗模型中，移植人胚胎干细胞来源的心血管祖细胞可能通过激活PI3K/AKT通路显著改善心功能、减少纤维瘢痕并诱导宿主心肌细胞去分化与再增殖^［17］；此外，PI3K/AKT信号传导通路还对生物体内的葡萄糖转运起调节作用，有研究表明胰高血糖素样肽-1受体激动剂通过PI3K/AKT通路调节心肌能量代谢来改善心脏重塑^［18］。因此，本研究通过动物和细胞实验探讨SPD的心脏保护作用是否涉及PI3K/AKT通路对糖代谢的调节。动物模型结果显示：TAC小鼠心脏组织p-PI3K和p-Akt表达明显降低，表明通路活性被抑制；而SPD干预则部分逆转了TAC对该通路的抑制作用。细胞模型进一步揭示：与ISO相比，加用SPD处理明显上调了PI3K/AKT通路蛋白、GLUT1和PDH的表达，同时下调了LDHA的表达；而加入多胺合成抑制剂DFMO耗竭SPD后，PI3K/AKT通路蛋白、GLUT1和PDH的表达明显下降，LDHA表达则升高，表明DFMO阻断了SPD对PI3K/AKT通路的激活效应。此外，SPD处理还部分恢复了肥大心肌细胞的形态，并显著增强了衰竭心肌细胞的葡萄糖摄取能力。

综上所述，SPD的摄入有效改善了压力超负荷性心衰的心肌能量代谢效率，并有效降低了心肌纤维化与肥大，逆转了心衰进程中的结构重构，这与其激活PI3K/AKT信号通路对糖代谢的调节密切相关。但本研究是基于TAC诱导的小鼠心力衰竭模型，其病理进程和代谢特征与人类慢性心力衰竭患者存在差异；此外，尽管证实PI3K/AKT通路在SPD调控糖代谢中的作用，但未排除其他潜在通路的协同效应，需要进一步的实验证明PI3K/AKT通路的特异性。基于上述局限性，后续将开展临床前大动物模型研究，验证SPD在更接近人类心血管系统模型中的疗效；利用PI3K/AKT通路特异性基因敲除小鼠或抑制剂，明确该通路在SPD作用中的必要性。

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基金资助

国家自然科学基金资助项目(82170589)