《Immunity, Inflammation and Disease》：Kaempferitrin Attenuates Lipopolysaccharide-Induced Cardiac Dysfunction Through Suppression of the NF-κB/NLRP3 Signaling Pathway
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本研究揭示了天然黄酮苷类化合物山奈苷（Kaempferitrin, Kae）通过抑制核因子κB（NF-κB）/NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NLRP3）信号通路及其介导的细胞焦亡（pyroptosis），显著改善脂多糖（LPS）诱导的脓毒症心肌功能障碍。该发现为脓毒症心肌损伤的药物治疗提供了新的潜在靶点和候选药物。
引言
脓毒症是一种由过度激活的免疫反应引起的综合征，常导致多器官功能障碍（MODFs），其中脓毒症相关的心功能不全发生率高，是导致患者死亡的重要原因。炎症激活和心肌细胞代谢紊乱是脓毒症心肌功能障碍的关键机制。脂多糖（LPS）作为细菌内毒素，可引发过度炎症反应，被广泛用作脓毒症模型。山奈苷（Kae）是一种天然黄酮苷，具有抗炎等多种药理活性，但其对心血管疾病，特别是脓毒症心肌损伤的影响尚不明确。本研究旨在探讨Kae对LPS诱导的脓毒症心肌功能障碍的保护作用及机制。
方法
2.1 动物与分组
采用C57BL/6J雄性小鼠，随机分为对照组、Kae单独处理组、LPS模型组、LPS+Kae（10 mg/kg）组和LPS+Kae（20 mg/kg）组。通过腹腔注射Kae预处理2小时后，再给予LPS（10 mg/kg）刺激12小时构建模型。同时，利用NLRP3基因敲除（Nlrp3-/-）小鼠验证NLRP3在Kae作用中的必要性。
2.2 心脏功能与损伤评估
通过超声心动图评估小鼠心脏结构和功能，检测左心室射血分数（LVEF）、左心室短轴缩短率（LVFS）等参数。采集血清，使用商业试剂盒检测肌酸激酶同工酶MB（CK-MB）和乳酸脱氢酶（LDH）水平以评估心肌损伤。
2.3 组织学与分子生物学分析
心脏组织进行苏木精-伊红（H&E）染色观察病理形态，TUNEL染色检测细胞凋亡。通过酶联免疫吸附试验（ELISA）检测心脏组织中白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-6、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和IL-18的水平。利用蛋白质印迹法（Western Blot）和实时定量聚合酶链式反应（RT-PCR）分析NF-κB/NLRP3通路相关蛋白（如p-p65、NLRP3、p-IκBα）及mRNA的表达。此外，对心肌组织进行RNA测序（RNA-Seq）和基因集富集分析（GSEA）。
2.4 细胞实验
使用H9c2和AC16心肌细胞系，通过CCK-8法确定Kae的安全浓度（10 μM）。细胞分为对照组、Kae组、LPS组和LPS+Kae预处理组。同样检测炎症因子mRNA水平、NF-κB/NLRP3通路蛋白以及细胞焦亡关键指标（GSDMD-NT、cleaved caspase-1）的表达。并使用caspase-1抑制剂VX765进一步验证细胞焦亡在Kae保护中的作用。
结果
3.1 Kae改善LPS诱导的小鼠心脏损伤和功能障碍
体内实验表明，LPS显著降低小鼠的LVEF和LVFS，升高血清CK-MB和LDH水平，引起心肌组织炎症细胞浸润、纤维断裂和细胞凋亡。而Kae预处理能剂量依赖性地改善心功能参数，减轻心肌损伤标志物升高，缓解组织病理损伤和细胞凋亡。ELISA结果显示Kae显著抑制了LPS引起的心脏组织中IL-6、TNF-α等炎症因子水平的升高。
3.2 Kae抑制LPS诱导的心肌细胞炎症及NF-κB/NLRP3/细胞焦亡通路活化
RNA-Seq分析提示NF-κB信号通路参与Kae的保护作用。体外实验证实，Kae（10 μM）预处理可显著抑制LPS刺激的H9c2和AC16细胞中IL-1β、IL-6、TNF-α的mRNA表达。Western Blot结果显示，Kae能抑制LPS引起的p-p65、p-IκBα、NLRP3蛋白表达上调，以及cleaved caspase-1和GSDMD-NT的表达增加，表明Kae抑制了NF-κB活化、NLRP3炎症小体组装及后续的细胞焦亡。使用VX765抑制剂后，Kae的抗炎作用不再显著，说明其作用依赖于抑制细胞焦亡。
3.3 Kae在体内抑制LPS激活的NF-κB/NLRP3通路
在小鼠心脏组织中，Kae处理同样逆转了LPS引起的p-p65、NLRP3、cleaved caspase-1和GSDMD-NT蛋白水平的升高，并降低了心脏组织内IL-1β和IL-18的含量，进一步证实Kae通过抑制NF-κB/NLRP3/细胞焦亡通路发挥保护作用。
3.4 NLRP3是Kae发挥心脏保护作用所必需的
在NLRP3基因敲除（NlrP3-/-）小鼠中，LPS诱导的心脏功能障碍、心肌损伤标志物升高、组织病理改变及细胞焦亡相关蛋白表达均较野生型小鼠显著减轻，且Kae处理在NlrP3-/-小鼠中未产生额外的保护效果。这表明NLRP3是Kae缓解LPS心肌毒性的关键靶点。
讨论
本研究首次证实天然化合物山奈苷（Kae）能够有效缓解LPS诱导的脓毒症心肌损伤和功能障碍。其作用机制与抑制NF-κB信号通路的过度活化，进而下调NLRP3炎症小体的表达与激活，最终减少caspase-1依赖的GSDMD切割和细胞焦亡，以及促炎因子IL-1β、IL-18的释放密切相关。NLRP3基因敲除实验明确了NLRP3在Kae药理作用中的必要性。该研究为脓毒症心肌病的治疗提供了新的理论依据和潜在的药物候选者，但其临床应用价值仍需进一步研究验证。
