Mechanism of salidroside preventing myocardial fibrosis based on TLR4-mediated pyroptosis pathway

WEN Fangjun; GAO Lei; HU Yimin; SHI Kaihu

doi:10.6039/j.issn.1001-0408.2023.09.06

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Mechanism of salidroside preventing myocardial fibrosis based on TLR4-mediated pyroptosis pathway

更新时间：2025-09-23

- Mechanism of salidroside preventing myocardial fibrosis based on TLR4-mediated pyroptosis pathway
- ZHONGGUO YAOFANG Vol. 34, Issue 9, Pages: 1053-1059(2023)
- 作者机构：
  
  1.南京中医药大学附属中西医结合医院心胸外科，南京　210028
  2.江苏省中医药研究院，南京　210028
  3.南京中医药大学中医学院/中西医结合学院，南京　210046
  4.南京中医药大学附属中西医结合医院普外科，南京　210028
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.6039/j.issn.1001-0408.2023.09.06
  CLC： R285;R542.2+3
- Received：31 October 2022，
  
  Revised：2022-12-20，
  
  Accepted：24 February 2023，
  
  Published：15 May 2023
- 稿件说明：
移动端阅览
温方军,高磊,胡益敏,等.基于TLR4介导的细胞焦亡通路研究红景天苷预防心肌纤维化的作用机制 [J].中国药房,2023,34(09):1053-1059.

WEN Fangjun,GAO Lei,HU Yimin,et al.Mechanism of salidroside preventing myocardial fibrosis based on TLR4-mediated pyroptosis pathway[J].ZHONGGUO YAOFANG,2023,34(09):1053-1059.
温方军,高磊,胡益敏,等.基于TLR4介导的细胞焦亡通路研究红景天苷预防心肌纤维化的作用机制 [J].中国药房,2023,34(09):1053-1059. DOI： 10.6039/j.issn.1001-0408.2023.09.06.

WEN Fangjun,GAO Lei,HU Yimin,et al.Mechanism of salidroside preventing myocardial fibrosis based on TLR4-mediated pyroptosis pathway[J].ZHONGGUO YAOFANG,2023,34(09):1053-1059. DOI： 10.6039/j.issn.1001-0408.2023.09.06.

摘要

目的

探讨红景天苷对小鼠心肌纤维化和焦亡的影响及潜在的作用机制。

方法

将小鼠随机分为对照组、模型组和红景天苷低、中、高剂量组，每组各10只。除对照组外，其余各组小鼠皮下注射异丙肾上腺素5 mg/（kg·d）造模。自造模之日起，红景天苷低、中、高剂量组小鼠每日灌胃红景天苷10、30、50 mg/kg，对照组和模型组小鼠每日灌胃生理盐水10 mL/kg，连续14 d。末次给药后处死小鼠，以苏木素-伊红染色法观察小鼠心肌组织病理变化并计算心肌细胞横径，Masson、Sirius Red染色法观察小鼠心肌组织纤维化程度并计算心肌胶原容积分数（CVF），实时荧光定量PCR法检测小鼠心肌组织中Ⅰ型胶原蛋白（Col Ⅰ）、

-平滑肌肌动蛋白（

-SMA）、Toll样受体4（TLR4）、NOD样受体蛋白3（NLRP3）、半胱氨酸蛋白酶1（caspase-1）、消皮素D（GSDMD）的mRNA表达水平，Western bl

ot法和免疫组织化学法检测小鼠心肌组织中Col Ⅰ、

-SMA、TLR4、NLRP3、caspase-1、GSDMD的总蛋白表达水平及蛋白阳性细胞积分。

结果

与对照组比较，模型组小鼠心肌细胞体积增大，心肌纤维排列紊乱，细胞基质明显增加，心肌组织中CVF显著升高，Col Ⅰ、

-SMA、TLR4、NLRP3、caspase-1、GSDMD的mRNA、总蛋白表达水平及蛋白阳性细胞积分均显著升高（

＜0.01）。与模型组比较，红景天苷中、高剂量组小鼠心肌细胞形态较清晰，心肌纤维化程度较低，心肌组织中以上指标水平均不同程度逆转，尤其是红景天苷高剂量组逆转程度最显著（

＜0.05或

＜0.01）。此外，红景天苷低剂量组部分纤维化和焦亡相关指标也在一定程度上逆转。

结论

红景天苷对心肌纤维化的发生、发展有明显的预防作用，其机制可能是通过抑制TLR4介导的心肌细胞焦亡通路激活。

Abstract

OBJECTIVE

To investigate the effects of salidroside （Sal） on myocardial fibrosis and pyroptosis and its potential mechanism.

METHODS

The mice were randomly divided into control group， model group and Sal low-dose， medium-dose and high-dose groups， with 10 mice in each group. Except for the control group， the mice in other groups were injected subcutaneously with isoproterenol 5 mg/（kg·d）to prepare the myocardial fibrosis model. Since modeling， mice in the Sal low-dose， medium-dose and high-dose groups were given 10， 30 and 50 mg/kg of Sal by intragastric administration every day； control group and model group were given 10 mL/kg of normal saline by intragastric administration every day， for 14 consecutive days. After the last medication， the mice were sacrificed； hematoxylin-eosin staining was used to observe pathological change of myocardial tissue and calculate the diameter of myocardial cell； Masson and Sirius Red staining were used to observe the degree of myocardial fibrosis in mice and calculate the collagen volume fraction （CVF）； quantitative real-time PCR was performed to detect the mRNA expressions of collagen type Ⅰ （Col Ⅰ），

-smooth muscle actin （

-SMA）， Toll-like receptor 4 （TLR4）， NOD-like receptor pyrin domain containing 3 （NLRP3）， caspase-1 and gasdermin D （GSDMD） in myocardial tissues. The total protein express

ions of Col Ⅰ，

-SMA， TLR4， NLRP3， caspase-1 and GSDMD in myocardial tissues and protein-positive cell score were measured by Western blot assay and immunohistochemistry.

RESULTS

Compared with control group， the myocardial cells in the model group were enlarged， the arrangement of myocardial fibers was disordered， the matrix metabolism was significantly increased， the CVF in myocardial tissue was significantly increased， and the mRNA and protein expression levels of Col Ⅰ，

-SMA， TLR4， NLRP3， caspase-1 and GSDMD were elevated and protein-positive cell score was increased significantly （

＜0.01）. Compared with model group， the myocardial cell morphology was clearer， myocardial fibrosis was alleviated， and the levels of the above indicators in myocardial tissue of Sal medium-dose and high-dose groups had been reversed to varying degrees， especially in Sal high-dose group（

＜0.05 or

＜0.01）. In addition， the Sal low-dose group also reversed some fibrosis and pyroptosis-related indicators to some extent.

CONCLUSIONS

Sal can significantly prevent the occurrence and development of myocardial fibrosis， and the mechanism of action may be related to the inhibition of TLR4-mediated pyroptosis pathway in myocardial tissue.

关键词

Keywords

references

ROTH G A ， MENSAH G A ， JOHNSON C O ， et al . Global burden of cardiovascular diseases and risk factors，1990－2019：update from the GBD 2019 study [J ] . J Am Coll Cardiol ， 2020 ， 76 （ 25 ）： 2982 - 3021 .

BAUDINO T A ， CARVER W ， GILES W ， et al . Cardiac 　fibroblasts：friend or foe? [J ] . Am J Physiol Heart Circ Physiol ， 2006 ， 291 （ 3 ）： H1015 - H1026 .

PORTER K E ， TURNER N A . Cardiac fibroblasts：at the heart of myocardial remodeling [J ] . Pharmacol Ther ， 2009 ， 123 （ 2 ）： 255 - 278 .

HILL J A ， OLSON E N . Cardiac plasticity [J ] . N Engl J Med ， 2008 ， 358 （ 13 ）： 1370 - 1380 .

MANN D L . Stress-activated cytokines and the heart：from adaptation to maladaptation [J ] . Annu Rev Physiol ， 2003 ， 65 ： 81 - 101 .

BROWN R D ， AMBLER S K ， MITCHELL M D ， et al . The cardiac fibroblast：therapeutic target in myocardial　 remodeling and failure [J ] . Annu Rev Pharmacol Toxicol ， 2005 ， 45 ： 657 - 687 .

WANG Q ， WU J F ， ZENG Y C ， et al . Pyroptosis：a pro-inflammatory type of cell death in cardiovascular disease [J ] . Clin Chim Acta ， 2020 ， 510 ： 62 - 72 .

SHI P ， ZHAO X D ， SHI K H ， et al . MiR-21-3p triggers cardiac fibroblasts pyroptosis in diabetic cardiac fibrosis via inhibiting androgen receptor [J ] . Exp Cell Res ， 2021 ， 399 （ 2 ）： 112464 .

SHE Q ， SHI P ， XU S S ， et al . DNMT1 methylation of　 lncRNA GAS5 leads to cardiac fibroblast pyroptosis via affecting NLRP3 axis [J ] . Inflammation ， 2020 ， 43 （ 3 ）： 1065 - 1076 .

ZAMYATINA A ， HEINE H . Lipopolysaccharide recognition in the crossroads of TLR4 and caspase-4/11 mediated inflammatory pathways [J ] . Front Immunol ， 2020 ， 11 ： 585146 .

TRUONG R ， THANKAM F G ， AGRAWAL D K . Immunological mechanisms underlying sterile inflammation in the pathogenesis of atherosclerosis：potential sites for　 intervention [J ] . Expert Rev Clin Immunol ， 2021 ， 17 （ 1 ）： 37 - 50 .

CÁCERES F T ， GASPARI T A ， SAMUEL C S ， et al . Serelaxin inhibits the profibrotic TGF-β 1 /IL-1β axis by targe-　ting TLR-4 and the NLRP3 inflamma some in cardiac myofibroblasts [J ] . FASEB J ， 2019 ， 33 （ 12 ）： 14717 - 14733 .

王文聪，谢春毅 . 红景天苷对糖尿病心肌病MAPK信号通路作用机制 [J ] . 世界中西医结合杂志， 2016 ， 11 （ 10 ）： 1365 - 1368，1404 .

刘行仁，白义凤，梁良，等 . 红景天苷下调组织蛋白酶B和NF-κB p65水平改善大鼠肺纤维化 [J ] . 中南大学学报（医学版）， 2017 ， 42 （ 2 ）： 128 - 133 .

莫菁莲，陈思丹，符乃光，等 . 红景天苷介导TLR4调控小胶质细胞激活对小鼠抑郁样行为的改善作用 [J ] . 药物评价研究， 2021 ， 44 （ 9 ）： 1869 - 1875 .

李鑫 . 隐丹参酮和红景天苷抑制内毒素引起的炎症反应 [D ] . 延吉：延边大学， 2011 .

WANG L ， PENG Y F ， SONG L J ， et al . Colchicine-containing nanoparticles attenuates acute myocardial infarction injury by inhibiting inflammation [J ] . Cardiovasc Drugs Ther ， 2022 ， 36 （ 6 ）： 1075 - 1089 .

CAITLIN M . Differential expression of embryonic epicardial progenitor markers and localization of cardiac fibrosis in adult ischemic injury and hypertensive heart disease [J ] . J Mol Cell Cardiol ， 2013 ， 65 ： 108 - 119 .

YANG H X ， SUN J H ， YAO T T ， et al . Bellidifolin ameliorates isoprenaline-induced myocardial fibrosis by regula- ting TGF-β 1 /Smads and p38 signaling and preventing NR4A1 cytoplasmic localization [J ] . Front Pharmacol ， 2021 ， 12 ： 644886 .

LI X H ， TENG Y ， TIAN M ， et al . Enhancement of lncRNA-HFRL expression induces cardiomyocyte inflamma- tion，proliferation，and fibrosis via the sequestering of miR-149-5p-mediated collagen 22A inhibition [J ] . Ann Transl Med ， 2022 ， 10 （ 9 ）： 523 .

杜丽 . 红景天苷对模拟高海拔缺氧条件下心肌自噬相关通路AMPK的影响 [D ] . 兰州：甘肃中医药大学， 2020 .

李姗姗，田春雨，张国伟，等 . 芍药苷对2型糖尿病模型大鼠心肌损伤的改善作用及机制研究 [J ] . 中国药房， 2021 ， 32 （ 23 ）： 2846 - 2853 .

WANG J Y ， CHEN P W ， CAO Q Y ， et al . Traditional Chinese medicine ginseng Dingzhi Decoction ameliorates myocardial fibrosis and high glucose-induced cardiomyocyte injury by regulating intestinal flora and mitochondrial dysfunction [J ] . Oxid Med Cell Longev ， 2022 ， 2022 ： 9205908 .

DAVIS J ， MOLKENTIN J D . Myofibroblasts：trust your heart and let fate decide [J ] . J Mol Cell Cardiol ， 2014 ， 70 ： 9 - 18 .

WORKE L J ， BARTHOLD J E ， SEELBINDER B ， et al . Densification of type Ⅰ collagen matrices as a model for cardiac fibrosis [J ] . Adv Healthc Mater ， 2017 ， 6 （ 22 ）： 1 - 33 .

ARTLETT C M . The role of the NLRP3 inflammasome in fibrosis [J ] . Open Rheumatol J ， 2012 ， 6 ： 80 - 86 .

HE Y ， HARA H ， NÚÑEZ G . Mechanism and regulation of NLRP3 inflammasome activation [J ] . Trends Biochem Sci ， 2016 ， 41 （ 12 ）： 1012 - 1021 .

HE W T ， WAN H Q ， HU L C ， et al . Gasdermin D is an executor of pyroptosis and required for interleukin-1β secretion [J ] . Cell Res ， 2015 ， 25 （ 12 ）： 1285 - 1298 .

SHI J J ， ZHAO Y ， WANG K ， et al . Cleavage of GSDMD by inflammatory caspases determines pyroptotic cell death [J ] . Nature ， 2015 ， 526 （ 7575 ）： 660 - 665 .

CHEN X D ， LIN S ， DAI S S ， et al . Trimetazidine affects pyroptosis by targeting GSDMD in myocardial ischemia/reperfusion injury [J ] . Inflamm Res ， 2022 ， 71 （ 2 ）： 227 - 241 .

Views

218

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

No data

Related Author

No data

Related Institution

No data

⁰