天麻素奇效曝光：PINK1/Parkin通路激活，高效缓解心肌缺血再灌注损伤，围手术期心脏保护新突破！

急性心肌梗死（AMI）构成了全球范围内的一项重大健康挑战，其特征表现为发病率与死亡率的显著上升。当前，针对心肌血管重建的治疗策略主要包括经皮冠状动脉介入治疗（PCI）以及冠状动脉搭桥术（CABG），或采用传统的溶栓疗法，这些方法能够有效地恢复梗死区域的血液灌注；然而，它们亦可能加剧梗死周边区域的含氧血流，从而导致该区域心肌发生再灌注损伤。目前，尚无安全且有效的药物能够缓解心肌缺血-再灌注损伤（MIRI）。

心脏组织富含线粒体，这些细胞器在高能量代谢过程中扮演关键角色。确保线粒体结构与功能的正常性对于心脏的生理功能至关重要。众多研究揭示，自噬作为一种内在的调节机制，对于维持细胞内部环境的稳态具有重要作用。它可被多种刺激因素如缺氧、氧化应激、炎症反应及细胞死亡信号所激活或抑制，而自噬与多种心脏疾病的成因及发展过程具有密切的关联。

线粒体自噬通过清除受损的线粒体，保留那些结构和功能完整的线粒体，从而避免了功能失常的线粒体加剧细胞损伤。在MIRI期间，自噬活动发生显著变化，其过度激活或抑制均会导致细胞内环境失衡。对于富含线粒体的心肌细胞而言，调节线粒体自噬是维护细胞内稳态和保护线粒体的关键途径。这一过程对于减少MIRI导致的心肌细胞损伤，以及尽可能恢复心脏功能具有重要意义。

中草药及其提取物在治疗疾病方面具有天然的优势。目前，中药实践中的单体化合物或复杂制剂在心血管疾病治疗干预中的应用已获得普遍认同，能够规避其他药物的单靶点和器官副作用，展现出更为显著的有效性和安全性。天麻素（GAS）作为天麻的主要生物活性成分，是神经系统治疗中常用的经典药物，具备镇痛、抗惊厥及镇静的功效。在心血管疾病的治疗领域，GAS能够降低血压、调节血脂水平，并具有抗血栓形成的作用。

临床研究证实，GAS能够缓解冠状动脉疾病患者的胸痛症状，并对接受体外循环心脏手术的患者提供心脏保护。此外，众多基础研究也表明，GAS通过抗氧化应激、调节炎症因子和炎症细胞，影响细胞死亡信号通路，与改善微循环和心肌缺血再灌注损伤机制紧密相关。尽管GAS对MIRI的保护作用已得到高度认可，但其关键作用靶点尚不明确。

日前，一篇名为“Gastrodin exerts perioperative myocardial protection by improving mitophagy through the PINK1/Parkin pathway to reduce myocardial ischemia-reperfusion injury”的文章深入探讨了GAS在围手术期心肌保护方面的作用机制。

图1 论文首页

研究方法

该研究旨在评估GAS对心肌细胞表型、心脏及线粒体结构与功能的影响。采用GAS药物处理后，雄性C57BL/6小鼠及H9C2细胞分别遭受了缺血再灌注（I/R）和缺氧-复氧（H/R）损伤，模型构建成功后，按照相关实验方案进行处理。

通过免疫组织化学染色、酶联免疫吸附试验（ELISA）、透射电子显微镜、蛋白质印迹以及基因测序等方法，评估了GAS对MIRI动物模型中心脏结构与功能、线粒体结构及相关分子表达的影响。同时，采用免疫组织化学染色、实时定量PCR和蛋白质印迹技术，观察了GAS对经历缺氧-复氧处理的心肌细胞形态、分子及功能表型的影响。

图2 内环境稳态图

研究结果

结果显示，在动物实验中，GAS显著降低了MIRI小鼠的心肌梗死面积，并提升了心脏功能。在细胞实验中，GAS增加了心肌细胞的存活率，并减少了心肌细胞的损伤。在临床应用中，接受心脏手术的患者在使用GAS后，心肌损伤得到了缓解，心脏功能亦有所改善；同时，观察到线粒体功能和自噬活动的积极变化。研究表明，GAS主要通过激活PINK1/Parkin通路发挥其心脏保护作用，该通路有助于促进线粒体自噬，从而清除受损的线粒体。

图3 GAS可通过自噬对心脏手术患者发挥围手术期心肌保护作用

图4 GAS可以恢复受损的自噬通量和线粒体自噬

图5 GAS可减轻线粒体结构和功能损伤

结论

总之，GAS通过PINK1/Parkin途径改善线粒体的吞噬作用，进而修复线粒体的结构与功能，实现对心MIRI的心脏保护以及围手术期心脏的保护作用。因此，GAS可能成为一种具有潜力且有效的MIRI心肌保护药物。

参考文献：

Chen L, Lv Y, Wu H, Wang Y, Xu Z, Liu G, He Y, Li X, Liu J, Feng Y, Bai Y, Xie W, Zhou Q, Wu Q. Gastrodin exerts perioperative myocardial protection by improving mitophagy through the PINK1/Parkin pathway to reduce myocardial ischemia-reperfusion injury. Phytomedicine. 2024 Oct;133:155900. doi: 10.1016/j.phymed.2024.155900