桔梗皂苷D（PD），是桔梗根中的一种核心活性物质，具有丰富的药理活性和显著的药用价值，包括抗炎效应、氧化应激抑制及细胞凋亡调控等，对多个器官系统发挥保护作用。特别是，针对四氧嘧啶诱导的糖尿病模型小鼠，PD已被证实具备显著改善肝损伤的能力。尽管如此，关于PD在心肌细胞保护方面的具体活性，目前尚缺乏明确的认知与报道。
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PD可改善DCM小鼠心功能损伤
该研究通过构建2型糖尿病诱导的心脏损伤小鼠模型，并使用PD进行处理，探究其对于小鼠心肌损伤改善作用。结果显示，模型组小鼠的血清cTnT、CK-MB、LDH水平显著上升，表明心肌功能损伤的存在（图2A-C）。而PD治疗显著地降低了这些生物标志物的水平，揭示了PD在治疗心肌损伤方面的潜力。
此外，研究还采用了HE、Masson、WGA等多种染色方法来探究心肌组织的病理学变化（图2D-E）。模型组小鼠的组织学切片展现了心肌细胞的显著紊乱排列，胞浆中嗜酸性粒细胞染色明显，间质水肿严重，并伴随有胶原纤维的沉积，部分心肌细胞甚至出现了碎裂，小鼠心肌细胞的横截面面积也显著增大。但PD治疗后，这些病理变化均得到了显著的改善。
PD对HG-PA诱导的H9C2细胞损伤具有保护作用
为深入探究PD对心肌细胞保护作用的机制，该研究在体外条件下模拟了糖尿病的生理环境，并应用MTT法评估了PD对H9c2细胞活力的潜在影响。结果显示，当PD浓度处于0.0625至8μM的范围内，未观察到对细胞的毒性作用；当浓度达到8μM时，PD展现出了促进细胞增殖的显著效果（图3A）。
在细胞形态学层面，HE和WGA染色技术显示，HG-PA处理后的H9c2细胞表现出肥大、形态短小且钝化，核膜与核仁出现破碎等不利变化；而PD的预处理则显著改善了这些不良细胞状态（图3C、E）。
此外，研究还通过检测LDH的释放量来评估HG-PA处理对细胞膜完整性的潜在损伤。HG-PA处理造成了LDH水平的显著上升，表明细胞膜受损；而PD的预处理则有效保护了细胞膜的完整性，进而提升了细胞的活性（图3D）。
图3 PD可以保护HG-PA诱导的H9c2细胞损伤
PD改善了能量代谢途径
免疫荧光染色结果表明，在模型组中，p-AMPK与GLUT4蛋白的表达水平显著下调，而PD给药后，这些下调得到了显著改善（图4A）。Western blot检测结果显示，模型组中AMPK蛋白的磷酸化表达水平显著下调，促进了其下游蛋白ACC在小鼠心脏组织中的表达，同时GLUT4的表达水平也明显降低（图4B、C）。然而，PD给药可显著逆转上述情况。
图4 PD改善能量代谢途径
PD可能通过凋亡信号通路改善2型糖尿病致心肌损伤
模型组内的cl-caspase 9与cl-caspase 3蛋白表达水平显著增强，伴随促凋亡蛋白Bax表达的上调及抗凋亡蛋白Bcl2的抑制。同时，细胞色素C的蛋白表达水平也显著上升。PD给药后，这些促凋亡蛋白表达的增加均受到显著抑制（图5A），提示PD对DCM小鼠诱导的心肌细胞凋亡具有抑制作用。
为验证上述发现，研究采用Hoechst 33258染色与JC-1染色技术，对HG-PA诱导的H9c2细胞凋亡程度进行了检测。结果显示，HG-PA处理后的细胞出现了大量凋亡现象，且线粒体膜电位显著降低。而在不同浓度PD处理下，细胞凋亡现象呈现浓度依赖性的缓解趋势（图5C-D）。
图5 PD改善凋亡途径
综上所述，该研究通过H9c2细胞实验，科学地证实了PD对2型糖尿病所诱导的小鼠心肌损伤具有明确的保护作用。这一发现为相关领域的研究提供了有力的实验依据，并为未来相关疾病的治疗策略提供了潜在的参考方向。
Wang W, Wang Z, Meng Z, Jiang S, Liu Z, Zhu HY, Li XD, Zhang JT, Li W. Platycodin D Ameliorates Type 2 Diabetes-Induced Myocardial Injury by Activating the AMPK Signaling Pathway. J Agric Food Chem. 2024 May 8;72(18):10339-10354. doi: 10.1021/acs.jafc.3c07311
