DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2026.1716078
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41727552
تاريخ النشر: 2026-02-06
المؤلف: Ming Yao وآخرون
الموضوع الرئيسي: نقص تروية القلب وإعادة التروية
نظرة عامة
تبحث الدراسة في التأثيرات الحامية للقلب لمزيج من الجينسنوسيد Rg1 والساليدروسيد (PRC) ضد إصابة نقص تروية القلب وإعادة التروية (MIRI). باستخدام نماذج الفئران الحية ونماذج خلايا القلب H9c2 في المختبر، تقيم الدراسة تأثير PRC على إصابة القلب، والإجهاد التأكسدي، ووظيفة الميتوكوندريا، وعلامات البطانة. تم تحليل البروتينات الرئيسية المعنية في مسار الإشارات SIRT1/3-PGC-1α-NRF2 والميتوفاجي، مثل Beclin 1 وp62 وPINK1 وParkin وTOM20، من خلال تقنية Western blotting، وتم تأكيد الدور الوظيفي لـ SIRT1/3 من خلال تقنيات siRNA.
تظهر النتائج أن PRC يقلل بشكل كبير من حجم النوبة القلبية، ويحسن البنية الدقيقة للميتوكوندريا، ويقلل من الإجهاد التأكسدي في الجسم الحي. تكشف النتائج في المختبر أن PRC يعزز من بقاء الخلايا، ويستعيد مستويات ATP وإمكانات غشاء الميتوكوندريا، ويقلل من إنتاج الأنواع التفاعلية للأكسجين (ROS). من الناحية الآلية، ينشط PRC مسار SIRT1/3-PGC-1α-NRF2، ويعيد تنظيم تعبير PINK1/Parkin، ويحافظ على محتوى الميتوكوندريا، ويمنع الميتوفاجي المفرط. من المهم أن يؤدي كتم SIRT1 أو SIRT3 إلى إلغاء هذه التأثيرات الحامية، مما يبرز أدوارها التنظيمية الحرجة. تستنتج الدراسة أن PRC يخفف من MIRI من خلال تنشيط مسار SIRT1/3-PGC-1α-NRF2، مما يعزز الميتوفاجي المعتمد على PINK1/Parkin ويعيد توازن الميتوكوندريا، وبالتالي يقدم محور SIRT1/3 كهدف علاجي محتمل للحماية القلبية.
مقدمة
يعد احتشاء عضلة القلب الحاد (AMI) سببًا رئيسيًا للوفيات على مستوى العالم، حيث تعتبر إعادة التروية في الوقت المناسب أمرًا حاسمًا لإنقاذ عضلة القلب المصابة بنقص التروية. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي هذه العملية بشكل متناقض إلى إصابة نقص تروية القلب وإعادة التروية (MIRI)، والتي تتميز بزيادة الكالسيوم، والإجهاد التأكسدي، واضطراب الميتوكوندريا. تلعب الميتوكوندريا دورًا محوريًا في MIRI، حيث يؤدي نقص التروية إلى تعطيل الفسفرة التأكسدية وإنتاج ATP، بينما تؤدي إعادة التروية إلى زيادة مفاجئة في الأنواع التفاعلية للأكسجين (ROS)، مما يتسبب في تلف تأكسدي وموت خلايا القلب. تسلط الدراسات الحديثة الضوء على أهمية الميتوفاجي المعتمد على PINK1/Parkin في هذا السياق، مما يشير إلى أن تنظيمه أمر حاسم للحماية القلبية.
أظهرت المنتجات الطبيعية، وخاصة الأعشاب التقليدية مثل الجينسنغ بانكس وروديولا الوردية، وعدًا في تخفيف MIRI بسبب خصائصها متعددة الأهداف. لقد أظهرت المركبات النشطة الجينسنوسيد Rg1 والساليدروسيد تأثيرات مضادة للأكسدة، ومضادة للموت الخلوي، ومضادة للالتهابات، مع أدلة ناشئة تشير إلى دورها في تعديل توازن الميتوكوندريا من خلال مسار الإشارات SIRT1-PGC-1α. على الرغم من النتائج الأولية التي تشير إلى تأثيرات تآزرية عند دمج هذه المركبات، لا تزال الآليات الجزيئية الأساسية غير واضحة، خاصة فيما يتعلق بتفاعلها مع مراقبة جودة الميتوكوندريا ومسار SIRT1/3-PGC-1α-NRF2. تهدف هذه الدراسة إلى توضيح التأثيرات الحامية لمزيج Rg1 والساليدروسيد ضد MIRI، مع التركيز على أدوارها التنظيمية في مراقبة جودة الميتوكوندريا والميتوفاجي، باستخدام نماذج حية ونماذج في المختبر جنبًا إلى جنب مع أساليب جينية.
الطرق
اتبعت الدراسة المعايير الأخلاقية المعتمدة من قبل لجنة أخلاقيات الحيوانات التجريبية في جامعة تشانغتشون للطب الصيني (رقم الموافقة 2022491)، وفقًا لإرشادات المعاهد الوطنية للصحة. للامتثال لإرشادات ARRIVE، نفذ الباحثون تدابير لتقليل معاناة الحيوانات خلال التجارب. تم إجراء الإجراءات الجراحية تحت تخدير الإيزوفلوران لضمان بقاء الحيوانات فاقدة للوعي، وتم إجراء مراقبة بعد العملية لتقييم تعافيها. تم تحديد نقاط نهاية إنسانية مسبقة لتقليل المعاناة الشديدة.
تم الاحتفاظ بالحيوانات في بيئة خاضعة للرقابة، مع الحفاظ على درجة حرارة 23 درجة مئوية ± 2 درجة مئوية، ورطوبة نسبية 55% ± 2%، ودورة ضوء/ظلام مدتها 12 ساعة، مع وصول مستمر إلى الطعام والماء. تم تصميم هذه الظروف لضمان رفاهية الحيوانات طوال فترة الدراسة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يوضح نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على نقاط البيانات والاتجاهات المهمة التي تم ملاحظتها. غالبًا ما تكون النتائج مصحوبة بتحليلات إحصائية ذات صلة، والتي قد تشمل قيم p، وفترات الثقة، أو أحجام التأثير، لدعم النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتم استخدام وسائل بصرية مثل الرسوم البيانية أو الجداول لتوضيح البيانات بوضوح، مما يسهل تفسير النتائج. يركز القسم على تداعيات هذه النتائج فيما يتعلق بأسئلة البحث المطروحة، مما يوفر أساسًا للمناقشات والاستنتاجات اللاحقة التي تم التوصل إليها في الأقسام اللاحقة من الورقة. بشكل عام، تساهم النتائج في الفهم الأوسع للموضوع قيد التحقيق، مقدمة رؤى قد تُفيد في توجيه الأبحاث المستقبلية.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثيرات الجينسنوسيد Rg1 والساليدروسيد على إصابة نقص تروية القلب وإعادة التروية (MIRI) باستخدام نموذج الفئران وخط خلايا H9c2. تم تقسيم تسعين فأرًا إلى ست مجموعات، مع إعطاء العلاجات على مدار 14 يومًا قبل تحفيز MIRI. تم إنشاء نموذج MIRI من خلال ربط الشريان التاجي، وشملت التقييمات اللاحقة صبغات TTC وHE لتقييم حجم النوبة القلبية وبنية القلب. أشارت النتائج إلى أن علاج Rg1 وSal قلل بشكل كبير من مناطق النوبة القلبية وحسن بنية القلب مقارنة بمجموعة MIRI، حيث أظهر العلاج المركب (PRC) أكثر التأثيرات الحامية وضوحًا.
أظهر التحليل الإضافي باستخدام المجهر الإلكتروني الناقل أن سلامة الميتوكوندريا كانت مهددة في مجموعة MIRI، حيث تميزت بالتورم وتمزق الغشاء. ومع ذلك، حافظ العلاج بـ Rg1 وSal وPRC على بنية الميتوكوندريا. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت اختبارات ELISA أن علاج PRC حسن من وظيفة البطانة من خلال تقليل مستويات ثرومبوكسان A2 (TXA2) وزيادة مستويات بروستاسيكلين (PGI2) مقارنة بمجموعة MIRI. أكدت الدراسات في المختبر على خلايا H9c2 أن Rg1 وSal عززا من بقاء الخلايا وقللا من علامات الإجهاد التأكسدي، بما في ذلك تسرب اللاكتات ديهيدروجيناز (LDH) ومستويات الأنواع التفاعلية للأكسجين (ROS)، بينما حسنت أيضًا من محتوى ATP وإمكانات غشاء الميتوكوندريا. تشير هذه النتائج إلى أن Rg1 وSal قد يمارسان تأثيرات حامية للقلب من خلال تعديل وظيفة الميتوكوندريا ومسارات الإجهاد التأكسدي، مما قد ينطوي على محور الإشارات SIRT1/3-PGC-1α-NRF2.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2026.1716078
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41727552
Publication Date: 2026-02-06
Author(s): Ming Yao et al.
Primary Topic: Cardiac Ischemia and Reperfusion
Overview
The research investigates the cardioprotective effects of a combination of ginsenoside Rg1 and salidroside (PRC) against myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI). Utilizing both in vivo rat models and in vitro H9c2 cardiomyocyte models, the study evaluates the impact of PRC on myocardial injury, oxidative stress, mitochondrial function, and endothelial markers. Key proteins involved in the SIRT1/3-PGC-1α-NRF2 signaling pathway and mitophagy, such as Beclin 1, p62, PINK1, Parkin, and TOM20, were analyzed through Western blotting, and the functional role of SIRT1/3 was confirmed via siRNA knockdown.
The results demonstrate that PRC significantly reduces infarct size, improves mitochondrial ultrastructure, and decreases oxidative stress in vivo. In vitro findings reveal that PRC enhances cell viability, restores ATP levels and mitochondrial membrane potential, and reduces reactive oxygen species (ROS) production. Mechanistically, PRC activates the SIRT1/3-PGC-1α-NRF2 pathway, normalizes PINK1/Parkin expression, preserves mitochondrial content, and inhibits excessive autophagy. Importantly, silencing SIRT1 or SIRT3 negates these protective effects, underscoring their critical regulatory roles. The study concludes that PRC mitigates MIRI through the activation of the SIRT1/3-PGC-1α-NRF2 pathway, promoting PINK1/Parkin-dependent mitophagy and restoring mitochondrial homeostasis, thus presenting the SIRT1/3 axis as a potential therapeutic target for cardioprotection.
Introduction
Acute myocardial infarction (AMI) is a leading global cause of mortality, with timely reperfusion being critical for salvaging ischemic myocardium. However, this process can paradoxically lead to myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI), characterized by calcium overload, oxidative stress, and mitochondrial dysfunction. Mitochondria play a pivotal role in MIRI, as ischemia disrupts oxidative phosphorylation and ATP production, while reperfusion induces a surge of reactive oxygen species (ROS), causing oxidative damage and cardiomyocyte apoptosis. Recent studies highlight the importance of PINK1/Parkin-mediated mitophagy in this context, suggesting that its regulation is crucial for cardioprotection.
Natural products, particularly traditional herbs like Panax ginseng and Rhodiola rosea, have shown promise in mitigating MIRI due to their multi-target properties. The active compounds ginsenoside Rg1 and salidroside have demonstrated antioxidant, anti-apoptotic, and anti-inflammatory effects, with emerging evidence indicating their role in modulating mitochondrial homeostasis through the SIRT1-PGC-1α signaling pathway. Despite preliminary findings suggesting synergistic effects when these compounds are combined, the underlying molecular mechanisms remain unclear, particularly regarding their interaction with mitochondrial quality control and the SIRT1/3-PGC-1α-NRF2 pathway. This study aims to elucidate the protective effects of the combination of Rg1 and salidroside against MIRI, focusing on their regulatory roles in mitochondrial quality control and mitophagy, utilizing both in vivo and in vitro models alongside genetic approaches.
Methods
The study adhered to ethical standards as approved by the Experimental Animals Ethics Committee of Changchun University of Chinese Medicine (Approval No. 2022491), following the National Institutes of Health guidelines. To comply with the ARRIVE guidelines, the researchers implemented measures to minimize animal suffering during the experiments. Surgical procedures were performed under isoflurane anesthesia to ensure the animals remained unconscious, and post-operative monitoring was conducted to assess their recovery. Predefined humane endpoints were established to mitigate severe suffering.
The animals were housed in a controlled environment, maintaining a temperature of 23 °C ± 2 °C, relative humidity of 55% ± 2%, and a 12-hour light/dark cycle, with continuous access to food and water. These conditions were designed to ensure the well-being of the animals throughout the study.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments or analyses. It details the outcomes of the study, highlighting significant data points and trends observed. The results are often accompanied by relevant statistical analyses, which may include p-values, confidence intervals, or effect sizes, to substantiate the findings.
Additionally, visual aids such as graphs or tables may be utilized to illustrate the data clearly, allowing for easier interpretation of the results. The section emphasizes the implications of these findings in relation to the research questions posed, providing a foundation for subsequent discussions and conclusions drawn in later sections of the paper. Overall, the results contribute to the broader understanding of the topic under investigation, offering insights that may inform future research directions.
Discussion
In this study, the effects of ginsenoside Rg1 and salidroside on myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI) were investigated using a rat model and H9c2 cell line. Ninety rats were divided into six groups, with treatments administered over 14 days prior to MIRI induction. The MIRI model was established through coronary artery ligation, and subsequent assessments included TTC and HE staining to evaluate infarct size and myocardial architecture. Results indicated that Rg1 and Sal treatment significantly reduced infarct areas and improved myocardial structure compared to the MIRI group, with the combination treatment (PRC) showing the most pronounced protective effects.
Further analysis using transmission electron microscopy revealed that mitochondrial integrity was compromised in the MIRI group, characterized by swelling and membrane rupture. However, treatment with Rg1, Sal, and PRC preserved mitochondrial structure. Additionally, enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) demonstrated that PRC treatment improved endothelial function by reducing thromboxane A2 (TXA2) levels and increasing prostacyclin (PGI2) levels compared to the MIRI group. In vitro studies on H9c2 cells confirmed that Rg1 and Sal enhanced cell viability and reduced oxidative stress markers, including lactate dehydrogenase (LDH) leakage and reactive oxygen species (ROS) levels, while also improving ATP content and mitochondrial membrane potential. These findings suggest that Rg1 and Sal may exert cardioprotective effects through modulation of mitochondrial function and oxidative stress pathways, potentially involving the SIRT1/3-PGC-1α-NRF2 signaling axis.