《Biochemistry and Biophysics Reports》：Treating myocardial infarction combined with depression via regulating M1/TNF-α/TNFR1/NF-κB
编辑推荐：
本研究聚焦于心肌梗死(MI)后并发抑郁这一临床难题，探讨了传统蒙药安神补心六味丸(ABLP)的治疗作用及机制。研究人员通过构建MI小鼠模型及SERT基因敲减小鼠模型，发现ABLP可通过抑制M1/TNF-α/TNFR1/NF-κB炎症信号通路，同时改善心功能不全和抑郁样行为，并揭示了皮层5-HT水平与炎症反应之间的潜在关联，为心身同治提供了新的实验依据。
心肌梗死（Myocardial Infarction, MI）是全球范围内的重大公共卫生挑战，不仅严重威胁个体健康，也给医疗系统和社会带来沉重的经济负担。尽管目前的诊疗指南对MI的标准化治疗（如再灌注治疗、抗血小板和抗凝治疗等）已有明确规范，但MI患者的长期预后仍不理想，其1年、5年和8年的死亡率分别高达24%、51%和65%。除了年龄、糖尿病、心力衰竭等传统风险因素外，临床实践和研究表明，MI患者的心理和精神健康状况，尤其是并发的抑郁状态，对其长期预后有着至关重要的影响。心肌梗死后的抑郁（Post-MI depression）发生率很高，并且与心脏死亡率增加显著相关。然而，目前同时针对心脏功能和抑郁情绪的有效治疗策略仍显不足。
在此背景下，传统蒙古族药物安神补心六味丸（Anshen Buxin Liuwei Pills, ABLP）显示出独特的潜力。临床经验和部分研究提示，ABLP可能具有心脏保护和抗抑郁的双重作用。但是，关于其作用机制的基础研究相对有限，尤其缺乏在MI合并抑郁的复杂模型中的深入探讨。先前的研究发现，常用抗抑郁药艾司西酞普兰虽能改善MI小鼠的抑郁样行为，却未能同时改善其心功能。而研究团队的前期工作表明，ABLP能同时改善心功能和抑郁症状，其作用可能与抑制肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-alpha, TNF-α）及其受体1（TNF Receptor 1, TNFR1）信号通路有关。炎症免疫系统与中枢5-羟色胺（5-hydroxytryptamine, 5-HT）系统之间的相互作用被认为是MI合并抑郁发病机制中的重要环节。因此，研究人员假设，ABLP可能通过调节5-HT系统与炎症过程之间的交互对话（crosstalk）来发挥其治疗作用。
为了验证这一假说，来自首都医科大学附属北京安贞医院双心医学（Psycho-cardiology）中心的张丽君、刘梅颜和陈海洋的研究团队在《Biochemistry and Biophysics Reports》上发表了他们的最新研究成果。本研究旨在进一步探索ABLP缓解MI合并抑郁模型中心功能不全和抑郁行为的潜在机制，重点关注M1型巨噬细胞（M1 macrophage）/TNF-α/TNFR1/核因子-κB（Nuclear Factor-kappa B, NF-κB）信号通路，并利用血清素转运体（Serotonin Transporter, SERT）表达降低的小鼠模型探讨炎症与5-HT之间的关系。
为了回答上述科学问题，研究人员主要应用了以下几类关键技术方法：首先，他们建立了小鼠心肌梗死模型和假手术模型，并采用了SERT基因敲减（SERT+/?）小鼠及其野生型对照（SERT+/+）。其次，通过超声心动图评估左心室射血分数（LVEF）和左心室短轴缩短率（LVFS）以衡量心功能，并采用马松三色染色（Masson's trichrome staining）观察心肌病理改变。行为学方面，使用旷场实验（Open Field Test, OFT）和蔗糖偏好实验（Sucrose Preference Test, SPT）来评估抑郁样行为。在分子机制层面，应用流式细胞术（Flow Cytometry）检测脾脏中的巨噬细胞及其M1/M2亚型；采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测血清、心脏和皮层组织中的TNF-α、TNFR1、TNFR2、P65（NF-κB亚基）、IKB-α（NF-κB抑制蛋白）、5-HT和高敏肌钙蛋白I（hs-TnI）的水平；通过实时定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）检测心脏、皮层和海马组织中TNFR1的mRNA表达。统计学分析使用SPSS软件进行。
5.1. 体重
实验流程图展示了MI小鼠的实验设计。结果显示，治疗4周后，三组小鼠（假手术组、MI+生理盐水组、MI+ABLP组）的体重存在显著差异，但在其他治疗时期以及心脏、脑和脾脏重量方面均无显著差异。在基因编辑小鼠实验中，SERT+/?ABLP组的基线体重低于SERT+/+NS和SERT+/+ABLP组，但四组间的心脏、脑和脾脏重量无显著差异。
5.2. 心功能和病理表现
超声心动图显示，与假手术组相比，MI+NS组和MI+ABLP组的LVFS和LVEF均显著降低。ABLP治疗显示出改善MI小鼠心功能的趋势，尽管与MI+NS组相比未达到统计学显著性。马松染色显示，假手术组小鼠左心室壁厚度均匀、心肌结构完整；MI小鼠心肌组织受损严重，表现为梗死区广泛心肌细胞丢失、心室壁明显变薄、心室腔扩张和严重心肌纤维化；而ABLP治疗后，心肌损伤显著减轻，左心室壁变薄程度和心室腔扩张均得到明显改善。
5.3. 行为学测试
5.3.1. 旷场实验
轨迹图分析显示，假手术组小鼠在中央区和外周区均有广泛活动。MI+NS组小鼠活动范围极度受限，几乎不进入中央区，外周区活动也显著减少，轨迹线短而稀疏，表明其探索意愿低、活动水平弱。ABLP治疗后，MI小鼠在OFT中的行为表现恢复至接近假手术组水平。定量数据表明，与假手术组相比，MI+NS组小鼠的总距离、速度、活动时间、中心距离、中心进入次数、外周距离和外周进入次数均显著减少，而不动时间显著延长。ABLP治疗则显著增加了MI小鼠的总距离、速度、活动时间和外周距离，并减少了不动时间。
5.3.2. 蔗糖偏好实验
与假手术组相比，MI+NS组的蔗糖水消耗量和蔗糖偏好率均显著降低。ABLP治疗显著提高了MI小鼠的蔗糖水消耗量和蔗糖偏好率。三组间的纯水消耗量无显著差异。
5.4. MI小鼠的炎症反应
流式细胞术分析显示，三组间的总巨噬细胞（M细胞）水平无显著差异。然而，与假手术组相比，MI+NS组的促炎性M1巨噬细胞比例显著升高，ABLP治疗则显著降低了M1细胞的比例。有趣的是，MI+ABLP组的抗炎性M2巨噬细胞比例反而低于假手术组和MI+NS组。在分子水平上，MI+NS组心脏组织中的TNFR1、TNF-α、IKB-α和P65蛋白水平以及TNFR1的mRNA表达均显著高于假手术组，而TNFR2蛋白水平有降低趋势。ABLP治疗显著降低了MI小鼠心脏中的IKB-α和P65蛋白水平，并显示出降低心脏TNFR1 mRNA表达和升高TNFR2蛋白水平的趋势。在皮层组织中，MI+NS组和MI+ABLP组的TNFR1、TNF-α、IKB-α和P65蛋白水平以及TNFR1 mRNA表达均显著高于假手术组，而TNFR2蛋白水平则显著低于假手术组。ABLP治疗对皮层组织的这些炎症指标未见显著改善作用。
5.5. 基因小鼠的实验流程和体重
基因小鼠实验流程图展示了分组和实验程序。SERT+/?ABLP组基线体重较低，但四组间的心脏、脑和脾脏重量无显著差异。
5.6. 基因小鼠的心功能
超声心动图和血清hs-TnI检测显示，SERT+/+NS、SERT+/+ABLP、SERT+/?NS和SERT+/?ABLP四组之间在血清hs-TnI、LVFS和LVEF方面均无显著差异，表明这些基因编辑小鼠本身心功能正常。
5.7. 基因小鼠的行为学测试
5.7.1. 旷场实验
四组基因小鼠在OFT中的活动轨迹均显示其在中央区和外周区有广泛活动。四组在总距离、速度、中心距离、中心进入次数、外周距离和外周进入次数上无显著差异。然而，SERT+/?NS组比SERT+/+ABLP组有更短的不动时间和中心时间，更长的活动时间和外周时间。
5.7.2. 蔗糖偏好实验
四组基因小鼠在蔗糖水消耗量、纯水消耗量和蔗糖偏好率上均无显著差异。
5.8. 基因小鼠的血清5-HT和TNF-α
四组基因小鼠的血清TNF-α水平无显著差异。SERT+/?NS组的血清5-HT水平显著高于SERT+/+NS组和SERT+/+ABLP组。ABLP治疗有降低SERT+/?NS组血清5-HT水平的趋势。四组间心脏5-HT水平无显著差异。与SERT+/+ABLP组相比，SERT+/?NS组和SERT+/?ABLP组的皮层5-HT水平均显著降低。
5.9. 基因小鼠的炎症反应
在基因小鼠中，SERT+/?ABLP组的M细胞比例显著高于其他三组。SERT+/?NS组和SERT+/?ABLP组的M1细胞比例均显著高于SERT+/+NS组和SERT+/+ABLP组。四组间的M2细胞比例无显著差异。四组间的心脏TNFR1、TNFR2、TNF-α、IKB-α、P65蛋白水平以及皮层TNFR1、TNFR2、TNF-α、P65蛋白水平均无显著差异。然而，在皮层IKB-α水平上，SERT+/+ABLP组低于SERT+/+NS组，而SERT+/?NS组和SERT+/?ABLP组则显著高于SERT+/+NS组和SERT+/+ABLP组。
5.10. 基因小鼠中5-HT与炎症的关联
皮尔逊相关分析揭示了基因编辑小鼠中5-HT水平、炎症标志物和巨噬细胞亚型之间复杂的关系网络。例如，皮层5-HT与皮层TNF-α呈显著正相关，与皮层IKB-α呈显著负相关。血清5-HT与M1细胞、血清TNF-α、心脏TNF-α和心脏P65均呈显著正相关。心脏TNFR1与心脏TNFR2、TNF-α、IKB-α和P65均呈显著正相关，而与皮层TNF-α呈负相关。这些结果提示5-HT与炎症反应在不同组织层面存在密切的相互作用。
6. 讨论
本研究证实，ABLP治疗通过抑制M1/TNF-α/TNFR1/NF-κB通路，改善了MI小鼠的心功能不全和抑郁样行为。利用SERT表达降低的小鼠模型进行的实验进一步阐明，SERT+/?小鼠虽然心功能正常，但表现出行为异常，并且皮层5-HT与心脏、皮层及外周血的炎症反应之间存在复杂而密切的联系。研究强调了MI后炎症在诱发抑郁中的作用，特别是M1/M2巨噬细胞极化平衡以及TNFR1/TNFR2信号网络的重要性。相关分析结果提示，皮层5-HT可能影响中枢炎症反应，进而调节外周血的5-HT和炎症水平，并协同影响心脏的炎症反应。
ABLP作为一种复方传统药物，其各成分（如心补心、广枣、木香、枫香脂、丁香、肉豆蔻等）可能通过多种途径（如抗氧化、抗炎、调节线粒体功能、影响5-HT系统等）协同发挥心身同治的功效。
7. 局限性
研究存在一些局限性，例如基因编辑小鼠的行为学差异较弱，可能与其为“慢性轻度抑郁样模型”及鼠龄较小有关；未对SERT+/?小鼠进行MI手术；对5-HT与炎症关联的机制探索深度有限；因经费限制主要使用ELISA和RT-qPCR进行检测；缺乏TTC染色评估梗死面积；未单独记录心电图结果等。未来研究将针对这些方面进行改进。
8. 结论
ABLP治疗通过抑制M1/TNF-α/TNFR1/NF-κB信号通路，对改善MI小鼠的心功能不全和缓解抑郁行为产生有益作用。其潜在的炎症反应可能与皮层5-HT水平有关。
这项研究不仅为ABLP治疗MI合并抑郁提供了更深入的药理学机制证据，也为进一步理解心脑血管疾病与精神情绪障碍共病的病理生理机制，开发新的治疗策略提供了重要的实验依据。
