《Pharmacological Research》：Pterostilbene Alleviates Doxorubicin-induced cardiotoxicity by Inhibiting Cardiomyocytes Pyroptosis Mediated by the IL-6/STAT3-caspase-3/GSDME Axis and M1 Polarization of Macrophages
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本研究针对阿霉素（DOX）诱导的心脏毒性（DIC）这一临床难题，系统阐明了天然化合物白藜芦醇（PTE）通过抑制IL-6/STAT3信号通路，阻断caspase-3/GSDME介导的心肌细胞焦亡，并打破"心肌细胞焦亡-巨噬细胞M1极化"恶性循环的双重保护机制。该研究不仅揭示了DIC的新发病机制，还为PTE作为化疗心脏保护剂的临床应用提供了理论依据。
阿霉素（Doxorubicin, DOX）作为广谱抗癌药物，自上世纪60年代问世以来，在白血病、乳腺癌等恶性肿瘤治疗中发挥了重要作用。然而，其严重的心脏毒性副作用却成为限制临床应用的"阿喀琉斯之踵"。数据显示，接受高剂量DOX治疗的患者中，约10%-26%会发展为充血性心力衰竭，50%的患者在治疗结束后数月到数年内出现心脏不良事件。这种剂量依赖性的心脏毒性（DIC）已成为肿瘤幸存者长期生存的主要威胁。
传统观点认为DOX主要通过氧化应激和凋亡途径损伤心肌，但近年来研究发现，一种新型的程序性细胞死亡方式——焦亡（pyroptosis）在DIC中扮演关键角色。焦亡不同于凋亡，其特征是细胞肿胀、膜破裂释放大量炎性因子，进而引发剧烈炎症反应。更值得关注的是，心脏作为免疫活跃器官，其中的巨噬细胞等免疫细胞如何参与DIC进程，以及心肌细胞与免疫细胞间的"对话"机制尚不明确。
在这项发表于《Pharmacological Research》的研究中，沈阳农业大学的研究团队将目光投向了天然化合物白藜芦醇（Pterostilbene, PTE）。这种存在于蓝莓等浆果中的二苯乙烯类化合物，以其抗炎、抗氧化特性备受关注。研究人员通过体外H9C2心肌细胞和体内C57BL/6小鼠DIC模型，系统揭示了PTE的心脏保护作用及其创新机制。
关键技术方法包括：利用CUT&Tag技术捕捉转录因子STAT3的基因组结合位点，双荧光素酶报告基因验证启动子活性，siRNA基因敲降和过表达质粒调控基因功能，核质蛋白分离分析STAT3核转位，以及建立心肌细胞-巨噬细胞条件共培养体系模拟细胞间通讯。动物实验采用低剂量累积给药方案（2.5 mg/kg，每周3次，持续2周）更好模拟临床DIC进程。
3.1. PTE抑制DOX诱导的心肌细胞焦亡
研究人员发现PTE能剂量依赖性地改善DOX引起的心肌细胞存活率下降，显著降低乳酸脱氢酶（LDH）释放，下调焦亡相关分子NLRP3、IL-1β和IL-18的表达。形态学观察显示PTE有效缓解了DOX诱导的细胞肿胀、膜破裂等典型焦亡特征。
3.2. PTE通过caspase-3/GSDME信号通路抑制心肌细胞焦亡
深入研究机制发现，DOX主要激活caspase-3/GSDME焦亡通路而非caspase-1/GSDMD通路。免疫荧光显示PTE能阻止GSDME-N端结构域在细胞膜上的聚集。通过siRNA敲降GSDME或使用caspase-3特异性抑制剂Z-DEVD-FMK，均可模拟PTE的保护效果，证实该通路的关键作用。
3.3. PTE通过IL-6/STAT3-caspase-3/GSDME轴抑制心肌细胞焦亡
通过网络药理学筛选出IL-6和STAT3作为关键靶点。研究发现DOX促进STAT3第705位酪氨酸磷酸化（pSTAT3Y705）及其核转位。使用STAT3抑制剂Stattic或外源IL-6刺激实验证实，IL-6/STAT3通路位于caspase-3/GSDME上游发挥调控作用。
3.4. STAT3活性形式直接结合caspase-3和GSDME核心启动子区域正向调控其转录
创新性地运用CUT&Tag技术发现，激活形式的STAT3能直接结合caspase-3和GSDME基因启动子区域。双荧光素酶报告基因实验进一步验证STAT3对这两个启动子的转录激活作用，从表观遗传层面阐明调控机制。
3.5. PTE缓解DIC
动物实验显示，PTE干预（无论是与DOX同时给药还是预处理）均能显著改善小鼠心脏功能指标（IVSd、LVIDd、EF、FS），降低血清心肌酶（cTn-I、CK-MB、LDH、AST）水平，减轻心肌空泡化、纤维化等病理改变。中剂量PTE（400 mg/kg/d）显示出最佳保护效果。
3.6. DOX通过GSDME介导的心肌细胞焦亡驱动巨噬细胞M1极化，PTE可阻断该过程
研究发现DOX处理的心肌细胞条件培养基可诱导巨噬细胞向M1表型（F4/80+CD86+）极化，而PTE干预或GSDME敲降均可抑制此效应。心脏组织免疫组化显示PTE显著减少CD86+M1巨噬细胞浸润。
3.7. IL-6是DOX诱导的心肌细胞焦亡-M1巨噬细胞极化级联中的关键细胞因子
通过细胞因子筛查和中和抗体实验证实，IL-6是心肌细胞焦亡释放的关键因子，驱动巨噬细胞M1极化。研究人员提出"心肌细胞起始、免疫细胞放大"的恶性循环模型：DOX损伤心肌细胞导致IL-6释放，进而激活巨噬细胞产生更多IL-6，形成炎症放大回路。
这项研究首次揭示了一条完整的DIC发病信号轴：IL-6/STAT3-caspase-3/GSDME，并发现PTE能有效阻断该通路。更重要的是，研究阐明了心肌细胞焦亡与免疫微环境的相互作用机制——GSDME介导的焦亡通过IL-6驱动巨噬细胞M1极化，而PTE能打破这一恶性循环。
值得注意的是，PTE在不同疾病模型中显示出"环境适应性调节"特点：在乳腺癌模型中可诱导肿瘤细胞焦亡促进抗肿瘤免疫，而在DIC模型中抑制心肌细胞焦亡保护心脏功能。这种双向调节特性使其具有广阔的临床应用前景。
该研究不仅为DIC防治提供了新的潜在药物，更重要的是揭示了STAT3在心脏中的"双刃剑"作用：急性激活时发挥保护作用，而慢性异常激活则促进焦亡。这一发现为精准调控STAT3活性治疗DIC提供了新思路。同时，研究提出的"心肌细胞-免疫细胞对话"机制为理解心脏微环境稳态提供了新视角，具有重要的理论价值和临床转化意义。
