心肌纤维化的显著特征为心肌硬化，是缺血性心脏病中由缺血和缺氧应激所触发的常见重构过程。鉴于成年哺乳动物心脏的再生能力相对有限，纤维化重构最终将不可避免地导致心功能障碍，并可能演进为心力衰竭甚至死亡。心肌纤维化不仅对个人健康构成严重威胁，同时也对社会医疗资源造成巨大消耗。由于目前尚未能完全开发出能够有效干预心肌纤维化进程的临床药物，因此，制定并实施有效的治疗策略，以预防心脏纤维化的进一步发展，显得尤为迫切和重要。

 

丹参酚（DSS），作为丹参的核心组成成分，经药理研究证实，具有显著的心脏保护作用，涵盖抗高血压、抗动脉粥样硬化以及对缺血再灌注损伤的有效干预。最新的科研成果进一步揭示了DSS在体外实验中针对心肌纤维化的抑制作用，并且其在肺纤维化进程中同样展现出了抗纤维化的积极效果。然而，关于DSS在抑制缺血心肌纤维化重构中的潜在作用靶点及其分子机制，仍需进一步深入探索。

近日，一篇名为“Tanshinol alleviates ischemia-induced myocardial fibrosis via targeting ERK2 and disturbing the intermolecular autophosphorylation of ERK2Thr188 ”的研究探讨了DSS对心血管保护作用。

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图1 论文首页

DSS对心肌梗死大鼠有治疗作用

为深入探究DSS在缺血性心脏治疗中的潜在作用，研究实施了一项超声心动图试验。在LADCA结扎后，研究观察到心肌回声的显著减弱以及左心室（LV）壁的明显变薄（图2B）。与之相反，DSS的应用显著增强了心肌回声，并促进了左室壁的增厚。射血分数（EF）和缩短分数（FS）作为评估左室收缩功能的重要指标，结果显示，Mod大鼠的EF和FS均显著下降，这暗示了左室收缩潜能的不足。然而，DSS和Met均有效地提升了EF值，而仅高剂量的DSS显著提高了FS值（图2C-D）。

 

此外，心肌梗死大鼠的心输出量指数卒中量（SV）显著降低，但DSS-H和Met的干预显著增强了SV值和心输出量（图2E）。对大鼠进行处死后，研究进一步分析了左室质量指数（LVM）、心脏重量/体重（HW/BW）及组织病理学变化。MI显著扩大了LVM，并增加了HW/BW，而DSS-H的应用有效地改善了MI诱导的LVM和HW/BW的增加（图2F-H）。

同时，LADCA结扎导致心脏体积增大，心肌横截面积增加，并促进了心肌坏死和心肌美白现象。然而，DSS的干预显著减轻了心肌过度增大、心肌截面积增加和心肌变白的现象（图2G、I、J）。

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图2 DSS可改善脑缺血引起的心功能障碍

DSS逆转了心肌梗死大鼠纤维化相关的蛋白质组特征

研究采用心肌蛋白质组学方法，探讨了DSS对心肌梗死大鼠的生物学功能影响。与Sham组相比，Mod组成功鉴定出99个差异表达蛋白（DEPs），其中下调蛋白51个，上调蛋白48个（图3A）。筛选后，研究排除了65个受DSS显著调控的DEPs（图3B）。评分图分析显示，Sham、Mod和DSS-H组在聚类分析中呈现出三个明显的不同类别，特别是在主成分2（PC2）上，DSS-H组和Sham组位于同一区域，这提示DSS给药可能促使心肌梗死大鼠的部分心肌蛋白质组谱向正常状态恢复（图3C）。

为了明确DSS调控的生物学功能，研究进行了GO分析。结果显示，在32个上调的DEPs中，有12个蛋白与纤维化相关进展显著富集，主要涉及细胞外基质组织和超分子纤维组织，这暗示DSS可能具有减轻心肌纤维化的作用（图3D-E）。Western blot实验结果进一步验证了这一发现，DSS显著抑制了COL I和COL III这两种蛋白的高表达，与蛋白质组学分析中COL I和COL III的变化趋势相吻合（图3F-H）。此外，MASSON染色实验也证实，DSS显著抑制了MI刺激下胶原纤维的形成（图3I-J）。

 

结果表明，DSS能够有效抑制心肌梗死大鼠的心肌纤维化，为DSS在心血管疾病治疗中的应用提供了有力的科学依据。

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图3 心肌蛋白质组学提示DSS的生物学功能参与了干扰纤维化过程

ERK2是DSS改善心肌纤维化的关键靶点

为明确DSS对心肌纤维化潜在靶点的抑制作用，研究进行了CETSA结合基于Q提取质谱的蛋白质组学分析（图4A）。在实验中，DSS预处理后的裂解液被装载于含有700个蛋白的第二泳道中，而水预处理后的裂解液则被装载于含有739个蛋白的第三泳道中（图4B）。研究利用emPAI值作为评估蛋白质丰度的指标，其中多肽覆盖率的提升能够有效降低已鉴定蛋白及覆盖率超过30%的蛋白的错误率。随后，研究采用log2（第二泳道/第三泳道的emPAI比值）和覆盖率对DSS预处理组与未处理组之间的差异性蛋白进行了螺栓检测。经过分析，研究识别出ERK2作为一种重要蛋白，其log2（第二泳道/第三泳道的emPAI比值）大于1.0，且覆盖率超过40%，这些结果表明ERK2可能是DSS作用的潜在靶点（图4C）。

 

CETSA结果表明，DSS显著降低了ERK2的温度依赖性变性，这一结果暗示DSS与ERK2之间存在直接的相互作用（图4D-E）。进一步地，DSS以剂量依赖性的方式有效缓解了ERK2在58℃时的变性，这进一步证实了其作用的特异性（图4F-G）。此外，SPR实验的结果也验证了DSS与ERK2之间的相互作用，并确定了其平衡解离常数（KD）为60.19μM（图4H-I）。综上所述，ERK2是DSS的一个关键靶点。

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图4 ERK2是DSS的一个潜在靶点

结论

总之，研究确认ERK2是DSS在保护缺血性心肌免受纤维化影响中的直接作用靶点，深化了我们对DSS及中药丹参药理作用的理解，特别是它们在改善心肌纤维化方面的治疗机制，同时也证实了DSS作为一种新兴治疗手段，在缺血诱导的心肌纤维化重塑中的具有巨大潜力。

参考文献：

Lei W, Chen CY, Zhou FJ, Ma YL, Li YH, Zhang H. Tanshinol alleviates ischemia-induced myocardial fibrosis via targeting ERK2 and disturbing the intermolecular autophosphorylation of ERK2Thr188. Biomed Pharmacother. 2023 Dec;168:115729. doi: 10.1016/j.biopha.2023.115729

 

作者｜梅斯医学
编辑 | 竹子