《Biochimie》：Potential cardioprotective and regenerative effects of the fluorinated benzothiazole derivative AS09 in the myocardial infarction-induced zebrafish
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心肌梗死（MI）治疗中，新型氟化苯并噻唑衍生物AS09通过激活JAK2/STAT3通路，显著降低心肌细胞凋亡（Caspase-3）、炎症反应（TNF-α, NF-κB），并上调抗凋亡基因（Bcl-2）及心脏功能相关基因（Myl7, Vmhc），同时减少心肌纤维化。分子对接预测其靶向JAK2、GSK3B等关键蛋白，初步揭示JAK2/STAT3通路在心肌修复中的作用。
桑塔南·桑贾伊·达尔尚（Santhanam Sanjai Dharshan）| 斯雷亚·马丹库马尔·拉奥（Shreya Madhankumar Rao）| S.P.拉米亚·兰詹·纳亚克（S.P.Ramya Ranjan Nayak）| 卡尔蒂凯扬·拉马穆尔蒂（Karthikeyan Ramamurthy）| 普拉迪普·穆拉利（Pradeep Murali）| 森蒂尔库马尔·帕拉尼亚潘（Senthilkumar Palaniappan）| 拉贾克里希南·拉贾戈帕尔（Rajakrishnan Rajagopal）| 艾哈迈德·阿尔法汉（Ahmed Alfarhan）| 基·楚恩·崔（Ki Choon Choi）| 卡蒂拉万·穆图·库马拉多斯（Kathiravan Muthu Kumaradoss）| S.卡蒂克·拉贾·纳马西瓦亚姆（S.Karthick Raja Namasivayam）| 杰苏·阿罗基亚拉杰（Jesu Arockiaraj）
印度泰米尔纳德邦切恩加尔帕图区卡坦库拉图尔（Kattankulathur），SRM科学技术学院科学与人文学院生物技术系毒理学与药理学实验室，邮编603203
摘要
心肌梗死（MI）是冠状动脉疾病（CAD）的一种严重并发症，由心肌长时间缺血引起。通常，心肌梗死是由于动脉粥样硬化斑块破裂和血栓形成导致的。在各种药物疗法和干预措施中，经皮冠状动脉介入治疗（PCI）通过再灌注恢复心脏的血液供应。这些疗法并未针对心肌梗死后心脏组织修复所涉及的任何信号通路。特别是JAK2/STAT3通路是心脏修复和防御机制的关键调节因子。本研究探讨了一种新型氟化苯并噻唑衍生物AS09的心脏保护作用。计算机模拟研究表明，AS09可能与心肌梗死相关靶点（JAK2、GSK3B和PIK3CA）发生相互作用。行为学实验表明，AS09显著缓解了焦虑症状并提高了运动能力。生化检测显示，AS09显著增强了抗氧化酶（SOD和CAT）的水平，降低了氧化应激（MDA）和细胞死亡（LDH）。基因表达分析显示，AS09减少了炎症和凋亡相关基因（tnf-α、nf-κb和Caspase-3）的表达；同时增加了抗凋亡基因（bcl-2）和心脏功能相关基因（myl7、vmhc）的表达，这表明AS09具有再生潜力。治疗28天后观察到的心肌纤维化减轻和结构修复改善（通过H&E和MTS染色组织学验证）进一步证实了AS09的心脏保护及再生作用。计算机模拟结果也提示AS09可能通过JAK2/STAT3通路发挥作用。
引言
心肌梗死（MI）是冠状动脉疾病（CAD）的后果，是全球主要的死亡和健康问题之一[30]。MI是由于冠状动脉阻塞导致慢性心肌缺血所致，其中大多数阻塞发生在动脉粥样硬化斑块破裂并形成血栓之后[12]。缺氧会导致不可逆的心肌坏死，若不及时治疗，会在短时间内发展成危及生命的并发症甚至死亡[35]。因此，患有CAD的人数迅速增加，目前已占全球死亡人数的三分之一以上。根据世界卫生组织（WHO）的数据，心血管疾病（CVD）（包括中风）每年导致约1790万人死亡，占全球死亡总数的31%；美国每年约有80.5万例心肌梗死病例，欧洲每10万人中有300例[36; 38]。男性首次发生心肌梗死的平均年龄约为65.6岁，女性为72岁，说明年龄是一个重要的、不可改变的风险因素[3]。JAK2/STAT3通路对心脏对缺血损伤（如心肌梗死）的反应至关重要。该通路的激活通过调节凋亡、炎症和组织重塑来提供心脏保护，从而提高心肌梗死后的心肌存活率和功能[13]。当心脏遭受缺血损伤时，JAK2/STAT3通路会被多种细胞因子（如白细胞介素-6和白细胞介素-10）激活，导致STAT3磷酸化并转移到细胞核和线粒体中。STAT3进一步刺激抗凋亡基因（如Bcl-2、Bcl-XL）的表达，并通过在线粒体内的作用维持和保护线粒体功能[23]。STAT3的抗凋亡作用还表现为抑制促凋亡基因（如Caspase-3和肿瘤坏死因子-α（tnf-α））。因此，JAK2/STAT3通路通过抑制Caspase-3活性和心肌凋亡来发挥保护作用[45]。此外，STAT3还能促进前体细胞的分化及其存活，从而促进心脏组织的发育和修复[6]。目前的治疗方法（包括经皮冠状动脉介入治疗（PCI）和溶栓药物）主要针对症状缓解、预防和恢复冠状动脉灌注，但这些策略仅间接作用于影响细胞存活和组织再生的细胞内通路[11]。即使采用最佳治疗方案，大多数患者仍会经历不良的心脏重构，最终发展为慢性心力衰竭[24]。因此，需要新的治疗策略，既能减轻心肌梗死后的心肌损伤，又能通过调节关键分子信号通路增强修复和再生能力。二甲双胍（MTN）是一种用于治疗糖尿病的药物，因其心脏保护作用而被广泛用于心肌梗死研究[40]。尽管在急性心肌梗死中的应用受到乳酸中毒风险、心脏功能改善有限以及肾和心脏不稳定患者的禁忌症限制，但它仍被用作阳性对照药物[37]。本研究使用AS09（一种具有双环结构的氟化苯并噻唑衍生物，具有抗氧化、抗凋亡和抗炎特性）来治疗心肌梗死[32]。由于斑马鱼具有出色的心脏再生能力，使其成为评估心肌梗死中心脏保护和再生效果的有效模型[25]。本研究基于计算机模拟分析结果，初步评估了AS09在心肌梗死斑马鱼模型中的心脏保护和心脏组织再生方面的药理作用。实验试剂和化学品的准备
AS09的合成过程详见补充文件。盐酸二甲双胍购自HiMedia。所有试剂均为分析级，除非另有说明，否则均从Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）或HiMedia（印度孟买）采购。AS09原液（60毫克）溶解在30% DMSO（二甲基亚砜）中，工作溶液配制在无菌PBS（磷酸盐缓冲盐水）中。药物溶液在DMSO中稀释（最终浓度≤0.1%），同时设置溶剂对照组。利用网络药理学预测AS09的作用靶点
基于AS09和心肌梗死相关靶点的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络包含30个节点和58条边（平均节点度为3.87，图2A）；局部聚类系数为0.688（图2B）。利用先前图形分析中确定的重点通路对目标蛋白进行GO富集/通路分析（前10个靶点，图2C），并通过KEGG通路分析进一步确定每个靶基因（JAK2、GSK3B等）相关的关键通路。讨论
心肌梗死是一种严重的心血管疾病，其特征是冠状动脉血流受阻，通常由血栓引起，导致心肌组织缺氧和随后的坏死[8]。与心室切除术相比，斑马鱼的冷冻损伤在模拟这一病理过程方面更具生理相关性，因为它能够模拟人类心肌梗死的关键特征，如广泛的心肌细胞死亡、炎症反应增强和早期胶原沉积。结论
本研究证明，AS09可通过多种机制（如抗炎、抗氧化、抗凋亡和抗纤维化）保护心脏免受进一步损伤。计算机模拟分析显示，AS09与JAK2和GSK3B等靶点有强烈的相互作用，表明其在心脏保护和再生中可能发挥重要作用。行为学评估表明，AS09改善了焦虑症状和运动功能障碍。CRediT作者贡献声明
基·楚恩·崔（Ki Choon Choi）：撰写、审稿与编辑、软件处理、数据分析。
艾哈迈德·阿尔法汉（Ahmed Alfarhan）：撰写、审稿与编辑、验证、软件处理、数据分析。
拉贾克里希南·拉贾戈帕尔（Rajakrishnan Rajagopal）：撰写、审稿与编辑、软件处理、数据分析。
森蒂尔库马尔·帕拉尼亚潘（Senthilkumar Palaniappan）：撰写、审稿与编辑、验证、监督、数据分析。
斯雷亚·马丹库马尔·拉奥（Shreya Madhankumar Rao）：撰写初稿、验证、方法学设计、实验实施、数据分析、数据整理。
杰苏·阿罗基亚拉杰（Jesu Arockiyaraj）：撰写、审稿与编辑。
未引用参考文献
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数据获取
数据将在合理请求下提供。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在撰写本文时，作者使用了QuillBot和Grammarly来提高文章的可读性和语法质量。使用这些工具后，作者对内容进行了必要的审阅和编辑，并对文章的最终发表承担全部责任。
致谢
作者衷心感谢沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学的“Ongoing Research Funding Program”（ORF-2026-465）提供的支持。
