钠-葡萄糖共转运蛋白2（ SGLT2）抑制剂通过激活AMPK/mTOR信号通路改善阿霉素诱导的心肌损伤

钠-葡萄糖共转运蛋白2（ SGLT2）抑制剂通过激活AMPK/mTOR信号通路改善阿霉素诱导的心肌损伤

王祥贵  罗建平*

（赣州市人民医院/南方医科大学南方医院赣州医院心血管内科 江西 赣州341000）

摘要：目的 探讨钠-葡萄糖共转运蛋白2（ SGLT2）抑制剂对阿霉素诱导小鼠心心功能改善及可能的机制研究。方法 将20只C57小鼠随机数分为对照组，SGLT2抑制剂组,阿霉素心肌病组，SGLT2抑制剂+阿霉素心肌病组）。阿霉素心肌病大鼠心脏模型方法为阿霉素5mg/kg/w,连续注射3周，构建阿霉素心肌病模型；SGLT2抑制剂选恩格列净,10mg/kg/天灌胃治疗。心脏超声评估心功能； TUNEL评估心脏凋亡情况；PCR检测AMPK/mTOR表达情况等。结 果 与对照组相比，阿霉素心肌病小鼠EF及FS值下降，细胞凋亡明显，而恩格列净能显示改善阿霉素心脏病小鼠心功能，减少心肌细胞凋亡，促进AMPK/mTOR的表达，差异有统计学意义（P＜0．05）。 结论SGLT2抑制剂可能通过促进AMPK/mTOR信号通路，改善心肌细胞凋亡，从而改善阿霉素心肌病小鼠心功能。

关键词：阿霉素心肌病；SGLT2抑制剂；心功能不全；AMPK/mTOR信号通路

蒽环类药物，如多西环素和阿霉素等，被广泛应用于癌症的治疗。尽管这些药物有效抑制肿瘤的生长，但也存在心脏毒性的风险。阿霉素属于蒽环类药物，其心脏毒性主要是由于它们对心肌细胞的直接损伤和心脏的功能改变造成的。这些药物能够干扰心肌细胞的DNA合成和修复，导致细胞死亡和缺陷。此外，它们还可以影响心肌细胞内的线粒体功能，导致线粒体氧化磷酸化的损害，进一步导致心肌细胞的能量供应不足。蒽环类药物还可以干扰心脏的电生理活动，导致心脏节律失常的发生。且目前无有效的治疗药物。SGLT2抑制剂已经被认为是心衰治疗的四大基石之一，降低心衰恶化风险：使用SGLT2抑制剂的心衰患者相对于接受常规治疗的患者，可以显著降低心衰的恶化风险，包括降低住院率和心衰恶化风险。使用SGLT2抑制剂的心衰患者相对于常规治疗组，具有更低的心衰相关死亡率。本研究通过动物模型，探讨恩格列净改善阿霉素心肌病心功能及其机制，为阿霉素心肌病提供新的治疗方案。

1材料和方法

1.1材料

C57小鼠（体重20g左右）由赣州市人民医院动物中心提供。严格按照我们的《动物研究机构指南》执行，并遵守美国国立卫生研究院出版的《实验动物护理和使用指南》。阿霉素和恩格列净及TUNEL试剂盒由selleck公司提供。

1.2方法

1.2.1阿霉素心肌病小鼠构建：根据既往的文献，阿霉素心肌病模型常见的为慢性模型，阿霉素用生理盐水配置，方法为5mg/kg/w,腹腔注射,连续3周后观察1周，累积剂量为15mg/kg，诱导阿霉素心肌病模型；恩格列净用按照10mg/kg/d，进行灌胃，对照组和恩格列净组均每周腹腔注射同体积生理盐水， 连续4周。

1.2.2检测指标：（1）心功能检测：在治疗期结束时，使用电子天平（BXX 40;BOECO，德国），然后麻醉,使用 Vevo 2100 系统进行了超声心动图检查，计算小鼠心脏EF,FS值;（2）心肌细胞凋亡检测：使用TUNEL法检测心肌细胞凋亡情况，按照试剂盒操作指南进行,随机抽取3张显微照片，统计健康或凋亡心肌细胞的数量。凋亡细胞的百分比被认为是TUNEL阳性细胞总数的百分比。（3）AMPK/mTOR表达情况：使用总RNA分离试剂盒（Omega，Norcross，GA，USA）从大鼠心脏组织中提取总RNA。使用 NanoDrop ND-1000（Thermo Fisher Scientific，Waltham，MA，USA）测量 RNA 的浓度和质量。使用寡核苷酸 （dT） 引物和 PrimeScript TM RT 预混液合成试剂盒（Takara Bio Inc.，Shiga，Japan）将总 RNA 逆转录为互补 DNA （cDNA）。引物序列采用Primer Premiers 6.0设计（表1）。使用 Quantitect SYBR Green 实时聚合酶链反应 （RT-PCR） 试剂盒（Takara Bio Inc.，Shiga，Japan）测量基因的相对表达水平。

1.2.3 统计学方法

采用SPSS 14.0软件进行统计学分析。数据以平均值±标准差（SD）表示。采用非配对t检验评估两组间差异。采用Kruskal-Wallis检验确定不同组间的差异。P < 0.05 被认为具有统计学意义。

2结果

2.1 恩格列净改善阿霉素心肌病小鼠心功能。

4周后，进行超声心动图检测，结果提示阿霉素组小鼠心功能明显下降，而恩格列净+阿霉素组小鼠心功能得到改善， EF及FS值均有不同程度改善（P<0.05），如图1

图1各组EF、FS变化情况。

2.2 恩格列净改善阿霉素心肌细胞凋亡

为进一步观察恩格列净对心肌细胞保护作用，选用TUNEL法检测心肌细胞凋亡情况，如图2所示，阿霉素组心肌凋亡明显增加，加用恩格列净后，心肌细胞凋亡情况明显改善。

                      图2 各组心肌凋亡情况

AMPK/mTOR信号通路激活被发现是SGLT2抑制剂改善心衰的重要机制，本研究发现，阿霉素心肌病组AMPK/mTOR信号通路被抑制，而恩格列净能明显提高AMPK/mTOR的转录水平（P<0.05）。见图3

图3 QPCR检测各组AMPK/mTOR的mRNA表达水平

3讨论

阿霉素（Amiodarone）心肌病是指使用阿霉素治疗心律失常时，由于药物本身的副作用或过量使用导致心脏肌肉出现损伤的疾病。阿霉素是一种抗心律失常药物，用于治疗严重的室颤或室速等心律失常[1]。阿霉素对心脏肌肉有直接的毒性作用，可导致心肌纤维化、纤维组织增生和脂肪沉积。这些改变会影响心脏的正常收缩和放松功能，导致心肌病的发生。阿霉素心肌病的症状包括心脏肥大、心脏功能降低、心律失常加重等。严重情况下可导致心力衰竭和心脏骤停。阿霉素心肌病目前尚无有效的治疗药物[2]。

虽然阿霉素的确切机制尚未完全阐明，但有研究表明，其可能通过改善心肌能量代谢、减少心肌纤维化、改善心血管功能等途径，对心肌病产生积极影响。SGLT2抑制剂改善心衰的确切机制尚不完全清楚，主要通过肾脏抑制尿液中葡萄糖的重新吸收，导致葡萄糖在尿液中的增加。可以增加尿液的产生和排出，从而减少体内液体积聚和水肿，减轻心脏负担，通过促使尿液中的钠排出，进而减少体液和循环血容量，有助于降低心血管压力，改善心脏功能。作用用于肾脏，使葡萄糖在尿液中增加，导致体内的高血糖状态。为了补充能量，机体会转向代谢脂肪，产生更多的酮体。这些酮体具有心肌保护作用，可能有助于改善心衰的病理状态。 炎症和纤维化抑制[3-4]：研究显示，SGLT2抑制剂可以减少炎症反应和心肌纤维化的程度。这可能通过抑制炎症介质的释放和抑制纤维细胞的增殖来实现。恩格列净能够减轻心肌病的发展。研究显示，恩格列净可减少心肌细胞凋亡、纤维化和氧化应激水平，并改善心肌收缩和舒张功能。另外，一项对慢性心衰患者与阿霉素心肌病的患者进行的回顾性研究表明，SGLT2抑制剂（包括恩格列净）的使用与较低的心衰住院发生率和死亡率相关联[5]。

     本研究目的是探索恩格列净改善阿霉素心肌病心功能及其潜在的机制，我们的结果显示恩格列净组小鼠心功能得到明显改善，心肌细胞凋亡明显减少，且能促进AMPK/mTOR信号通路的转录水平。AMPK/mTOR信号通路被报道与心肌保护密切相关[6-8]，本研究提示恩格列净可能是通过促进AMPK/mTOR信号通路，从而改善阿霉素心肌病心功能。

      综上所述，恩格列净显著改善阿霉素心肌病小鼠心功能，改善心肌细胞凋亡，且AMPK/mTOR信号通路可能是SGLT2保护心肌细胞的作用靶点。本研究阿霉素心肌病提供新的治疗方案，且为SGLT2抑制剂保护心肌细胞提供新的证据。

基金情况：2021江西省卫健委课题（编号202120017）

第一作者：王祥贵，（1970.02-），男，博士，主任医师，研究方向：心血管内科

通讯作者： 罗建平，（1986.02-），女，硕士，副主任医师，研究方向：心血管内科

参考文献

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[2]余一平,郭航远.阿霉素心肌病治疗研究进展[J].医药前沿,2022,12(31):43-46.DOI:10.3969/j.issn.2095-1752.2022.31.014.

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[5]张宇辉,李顺辉,马建林,郑杨,韩秀敏,徐细平,姚朱华,张育民,刘培晶,杨光,张健.恩格列净治疗射血分数保留的慢性心力衰竭患者的有效性与安全性：EMPEROR-Preserved研究中国亚组分析[J].中华心力衰竭和心肌病杂志,2022,06(4):288-294.DOI:10.3760/cma.j.cn101460-20230126-00003.

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[8]宋占春,陈亮,张迪,张思媛,林小.AMPK信号通路介导瑞舒伐他汀对急性心肌梗死大鼠的自噬调节及保护作用[J].中华医学杂志,2018,98(43):3536-3541.DOI:10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2018.43.015.