锁阳多糖通过调控PDE5?cGMP?PKG信号通路减轻大鼠肺动脉高压及肺血管重构

《Journal of Traditional Chinese Medical Sciences》：Cynomorium songaricum Rupr. polysaccharide mitigates pulmonary hypertension and reduces pulmonary vascular remodeling in rats through modulation of the PDE5-cGMP-PKG signaling pathway

　　

摘要 研究人员旨在探讨锁阳（Cynomorium songaricum Rupr.，Suo Yang）多糖（CSP）对肺动脉高压（PH）的治疗作用，并验证其是否通过调控磷酸二酯酶5?环磷酸鸟苷?蛋白激酶G（PDE5?cGMP?PKG）信号通路发挥作用，实验采用体内大鼠模型及体外大鼠肺动脉平滑肌细胞（RPASMCs）培养体系。在体内实验中，研究人员通过皮下注射野百合碱（MCT）建立PH大鼠模型，随后连续28天每日分别灌胃低、中、高剂量CSP。采用右心导管检查（RHC）测定右心室收缩压（RVSP）等血流动力学参数，同时系统评估右心室肥厚指数（RVHI）及心电图参数。在体外实验中，研究人员以氯化钴（CoCl2）诱导RPASMCs模拟缺氧损伤，并以CSP干预，评估其对细胞增殖、迁移能力及细胞内cGMP含量的影响。结果显示，在体内实验中，CSP呈剂量依赖性改善MCT诱导的血流动力学异常（如RVSP和平均肺动脉压[mPAP]，P < .001），减轻病理性肺血管重构（血管壁面积百分比[WA%]和壁厚百分比[WT%]，P < .001），缓解压力负荷过重引起的右心室肥厚（RVHI，P = .015），并逆转PH大鼠的异常心电图表现（如校正QT间期[QTc]，P = .007；QRS波时限，P = .010）。在体外实验中，CSP显著抑制CoCl2诱导的RPASMCs过度增殖（CCK?8法，P = .013；EdU法，P = .003）和迁移（Transwell和划痕愈合实验，P < .001），同时恢复缺氧暴露导致的细胞内cGMP水平下降（P = .008）。结论表明，CSP对PH具有显著治疗作用，其主要机制为抑制磷酸二酯酶5活性并恢复cGMP?PKG信号级联反应。本研究为CSP作为PH潜在治疗候选药物的进一步研究提供了临床前依据。

论文解读

肺动脉高压（PH）是一种进行性心肺疾病，以肺动脉压力持续升高和肺血管阻力（PVR）增加为特征，最终可导致右心衰竭及死亡。尽管现有治疗手段有所进展，患者确诊后的中位生存期仍约为六年，近十年改善有限。PH的核心病理特征之一是肺血管重构，表现为肺动脉内皮功能障碍及肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）的异常增殖与迁移。目前PH治疗主要靶向血管扩张通路，如前列环素类似物、内皮素受体拮抗剂及磷酸二酯酶5（PDE5）抑制剂西地那非，但常受限于不良反应、费用高昂及疗效不足，难以逆转疾病进程。天然产物因多靶点作用及良好安全性成为PH药物研发的重要方向。锁阳（Cynomorium songaricum Rupr.）是传统中药，其多糖成分（CSP）已证实具有抗炎、抗氧化及PDE5抑制活性，但在PH中的作用尚未明确。因此，研究人员开展本研究，以验证CSP对PH的治疗潜力并探索其分子机制，相关成果发表于《Journal of Traditional Chinese Medical Sciences》。

关键技术方法

研究人员采用8周龄雄性Sprague Dawley大鼠，通过单次皮下注射野百合碱（MCT，50 mg/kg）建立PH模型，随机分为对照组、模型组、西地那非阳性对照组及CSP低、中、高剂量组，每日灌胃给药28天。体外实验采用大鼠肺动脉平滑肌细胞（RPASMCs），以200 μmol/L氯化钴（CoCl₂）诱导缺氧样损伤模型，分别给予西地那非或CSP干预。主要检测指标包括血流动力学参数、右心室肥厚指数、心电图变化、肺组织病理形态学及细胞功能学指标，并通过酶联免疫吸附实验（ELISA）测定细胞内环磷酸鸟苷（cGMP）含量。

研究结果

3.1 CSP减轻MCT诱导的PH

血流动力学结果显示，高剂量CSP（200 mg/kg）和西地那非均显著降低MCT诱导的右心室收缩压（RVSP）和平均肺动脉压（mPAP），改善右心室收缩（+dP/dt max）和舒张（-dP/dt min）功能，且不影响平均动脉压（MAP），提示CSP选择性作用于肺循环。同时，CSP可恢复PH大鼠体重，降低脾脏系数，提示其可能改善全身炎症状态。

3.2 CSP改善PH大鼠心电图参数

MCT模型组出现QT、QTc间期延长、QRS波增宽及P波、T波振幅升高等电生理异常，反映右心室压力负荷过重及肥厚。CSP治疗显著缩短QTc间期和QRS波时限，降低P波及T波振幅，且不影响基础心率，提示其可逆转PH相关的心脏电重构。

3.3 CSP缓解右心室肥厚及肺血管重构

MCT模型组右心室肥厚指数（RVHI）及右心室重量/体重比值显著升高，肺小动脉WA%和WT%明显增加。CSP治疗显著减少这些指标，显示其在结构和功能层面均减轻肺血管及右心室重构。

3.4 CSP抑制CoCl₂诱导的RPASMCs增殖与迁移

CCK?8及EdU实验显示，CSP显著抑制CoCl₂诱导的细胞过度增殖，Transwell及划痕愈合实验证实其抑制细胞迁移，且此作用并非源于非特异性细胞毒性。

3.5 CSP提高RPASMCs内cGMP水平

CoCl₂处理导致细胞内cGMP水平显著下降，CSP干预可恢复至接近西地那非组的水平，支持其通过抑制PDE5活性维持cGMP池。

讨论与结论

讨论部分指出，CSP通过抑制PDE5活性，维持cGMP?PKG信号通路的活化，从而抑制PASMCs的过度增殖与迁移，减轻肺血管重构及右心室肥厚。此外，CSP兼具抗氧化、抗炎等多靶点效应，可能在PH综合治疗中具有优势。研究局限性在于未直接检测PKG下游激活标志物，且CoCl₂模型无法完全模拟慢性缺氧微环境，长期安全性及药代动力学数据尚待完善。

结论

研究人员首次证实CSP可有效减轻实验性PH，其核心机制为靶向PDE5?cGMP?PKG信号通路，抑制肺血管重构并改善右心功能。该研究为CSP作为PH潜在治疗药物提供了临床前证据，但仍需进一步开展药代动力学、长期安全性及通路验证研究，以推进其临床转化。