DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2026.13824
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41685583
تاريخ النشر: 2026-02-11
المؤلف: Xiaoyu Zheng وآخرون
الموضوع الرئيسي: الالتهاب المناعي واضطرابات المناعة
نظرة عامة
تدرس الدراسة التأثيرات الحامية للقلب لمركب البويرارين (Pue) ضد إصابة نقص تروية القلب وإعادة التروية (MIRI) وتوضح الآليات المعنية، مع التركيز بشكل خاص على البيروبتوز. باستخدام جرذان سبراجي-داولي كنماذج حية وخلايا عضلة القلب الجنينية H9c2 للدراسات المخبرية، استخدم الباحثون تقنيات متنوعة، بما في ذلك تخطيط صدى القلب وصبغ الأنسجة، لتقييم وظيفة القلب وتأثيرات Pue الديناميكية الدوائية. تشير النتائج إلى أن المعالجة المسبقة بـ Pue قللت بشكل كبير من مساحة احتشاء القلب وخفضت تعبير الجزيئات المرتبطة بالبيروبتوز، مثل العامل النووي E2 المرتبط بالعامل 2 (Nrf2) والهيما أوكسجيناز-1 (Ho-1).
بالإضافة إلى ذلك، وُجد أن Pue يعكس خلل الميتوكوندريا الناتج عن H₂O₂ في خلايا عضلة القلب ويثبط مسار البيروبتوز المعتمد على NLRP3/caspase-1/GSDMD. أظهرت الدراسة أن Pue ينشط مسار الإشارة Nrf2/Ho-1، مما يعزز الانتقال النووي لـ Nrf2 ويزيد من تعبير Ho-1. بشكل عام، تقترح الأبحاث أن Pue يحمي عضلة القلب من MIRI من خلال تثبيط البيروبتوز عبر تعديل مسار NLRP3/caspase-1/GSDMD، مما يوفر استراتيجية علاجية محتملة للتطبيقات السريرية في علاج MIRI.
مقدمة
تناقش المقدمة إصابة نقص تروية القلب وإعادة التروية (MIRI)، وهي مضاعفة كبيرة تنشأ من العلاجات التدخلية لأمراض القلب والأوعية الدموية، وخاصة احتشاء القلب الحاد. تؤثر MIRI سلبًا على كل من وظائف القلب الانقباضية والانبساطية، مما يؤدي إلى اضطرابات نظم القلب وتدهور الأداء القلبي بشكل عام. الآليات المرضية الأساسية متعددة الأوجه، وتشمل عوامل مثل زيادة الكالسيوم داخل الخلايا، والإجهاد التأكسدي الناتج عن الجذور الحرة، والاستجابات الالتهابية، والموت الخلوي المبرمج، وكلها تسهم في تلف عضلة القلب ونتائج سريرية سيئة. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى مزيد من التحقيق في هذه الآليات وتطوير استراتيجيات علاجية جديدة.
أحد الأساليب الواعدة هو استهداف البيروبتوز، وهو شكل من أشكال موت الخلايا المنظم الذي يزيد الالتهاب من خلال إطلاق السيتوكينات المسببة للالتهاب. خلال MIRI، تنشط الوسائط الالتهابية البيروبتوز، مما يؤدي إلى موت الخلايا. أظهر البويرارين (Pue)، وهو مركب طبيعي مستخرج من Pueraria lobata، إمكانات في التخفيف من البيروبتوز وتحسين صحة القلب والأوعية الدموية من خلال قمع مسار الإشارة NLRP3/caspase-1/IL-1β وتعزيز نمط ماكروفاج مضاد للالتهاب. بالإضافة إلى ذلك، يلعب مسار الإشارة العامل النووي إريثرويد 2 المرتبط بالعامل 2 (Nrf2)/هيما أوكسجيناز-1 (Ho-1) دورًا حاسمًا في الدفاع المضاد للأكسدة الخلوي ضد الإجهاد التأكسدي، والذي يرتبط بالبيروبتوز. تفترض المقدمة أن Pue قد ينشط مسار Nrf2، مما يعدل البيروبتوز والإجهاد التأكسدي، على الرغم من أن الآليات المحددة لا تزال بحاجة إلى التوضيح.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم استخدام 32 من ذكور جرذان سبراجي-داولي (عمرها 8-10 أسابيع، وزنها 250-300 جرام) لإنشاء نموذج حيواني لإصابة نقص تروية القلب/إعادة التروية (I/R). التزمت البروتوكولات التجريبية بالإرشادات الأخلاقية وحصلت على موافقة من لجنة الأخلاقيات في جامعة تشونغتشينغ الطبية (رقم الموافقة: IACUC-CQMU-2024-0618). تم تكييف الجرذان لمدة أسبوع في ظروف بيئية محكومة ثم تم تخديرها لإجراء عمليات جراحية، والتي شملت فتح القصبة الهوائية وربط الشريان التاجي الأمامي الأيسر لتحفيز نقص تروية القلب. بعد فترة نقص تروية لمدة 30 دقيقة، تم بدء إعادة التروية لمدة 120 دقيقة.
تم تقسيم الجرذان إلى أربع مجموعات: مجموعة الشام، I/R، Pue + I/R، و MCC950 + I/R، مع ثمانية جرذان في كل مجموعة. شملت العلاجات حقن داخل الصفاق بجرعة 100 ملغ/كغ من Pue و 10 ملغ/كغ من MCC950 تم إعطاؤها قبل حدث I/R. تم إجراء مراقبة صحية بعد الجراحة، وتم جمع أنسجة القلب بعد 72 ساعة من إجراء I/R. تم تحديد نقاط نهاية إنسانية للقتل الرحيم لضمان رفاهية الحيوانات، مما أدى إلى استبدال جرذين استوفيا هذه المعايير خلال 24 ساعة من إعادة التروية. تم توفير إدارة الألم من خلال إعطاء البوبرينورفين خلال الدراسة، التي استمرت لمدة 10 أيام.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، موضحًا نتائج التجارب التي أجريت. تم تحليل المقاييس الرئيسية، مما كشف عن اتجاهات وارتباطات هامة تدعم الفرضيات المطروحة في المقدمة. تشير البيانات إلى أن التدخل أدى إلى تحسين ذو دلالة إحصائية في المتغيرات المقاسة، مع قيم p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج من غير المحتمل أن تكون بسبب الصدفة.
بالإضافة إلى ذلك، تشمل النتائج تمثيلات رسومية توضح العلاقات بين المتغيرات، مما يبرز فعالية المنهجية المقترحة. تناقش التحليلات أيضًا القيود المحتملة وآثار هذه النتائج على الأبحاث المستقبلية، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من التحقيق للتحقق من النتائج عبر سياقات مختلفة. بشكل عام، تسهم النتائج في مجموعة المعرفة الحالية وتوفر أساسًا للدراسات اللاحقة في هذا المجال.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم التأثيرات الحامية لمركب البويرارين (Pue) ضد إصابة نقص تروية القلب/إعادة التروية (I/R) باستخدام نماذج حية ومخبرية. أظهرت التقييمات بتخطيط صدى القلب أن إدارة Pue حسنت وظيفة القلب في جرذان نموذج I/R، كما يتضح من تقليل أبعاد البطين الأيسر وزيادة كسر قذف البطين الأيسر (LVEF). أظهرت التحليلات النسيجية، بما في ذلك صبغ كلوريد ثلاثي الفينيل (TTC) وصبغ ماسون الثلاثي، أن Pue قلل بشكل كبير من مساحة احتشاء القلب والتليف مقارنة بمجموعة I/R، مما يشير إلى دوره في تخفيف الضرر الإقفاري.
علاوة على ذلك، أظهر Pue أنه يثبط الالتهاب والبيروبتوز، وهو شكل من أشكال موت الخلايا المبرمج المرتبط بإصابة القلب I/R. كشفت التحليلات المناعية الكيميائية وتحليل Western blot أن معالجة Pue قللت من تعبير علامات البيروبتوز الرئيسية، مثل NLRP3 و IL-1β، بينما زادت من تعبير NRF2 و HO-1، وهما حاسمان للاستجابات المضادة للأكسدة الخلوية. أكدت التجارب المخبرية مع خلايا عضلة القلب H9c2 المعرضة لثاني أكسيد الهيدروجين (H2O2) أن Pue حسنت من حيوية الخلايا وسلامة الميتوكوندريا، بينما خففت أيضًا من البيروبتوز. تم الإشارة إلى تنشيط مسار NRF2 كآلية من خلالها يمارس Pue تأثيراته الحامية، مما يشير إلى إمكاناته كعامل علاجي في إدارة إصابة نقص تروية القلب/إعادة التروية.
DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2026.13824
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41685583
Publication Date: 2026-02-11
Author(s): Xiaoyu Zheng et al.
Primary Topic: Inflammasome and immune disorders
Overview
The study investigates the cardioprotective effects of Puerarin (Pue) against myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI) and elucidates the mechanisms involved, particularly focusing on pyroptosis. Using Sprague-Dawley rats for in vivo models and H9c2 rat embryonic cardiomyocytes for in vitro studies, the researchers employed various techniques, including echocardiography and histological staining, to assess cardiac function and the pharmacodynamic effects of Pue. The findings indicate that Pue pretreatment significantly reduced myocardial infarction area and downregulated the expression of pyroptosis-related molecules, such as nuclear factor E2-related factor 2 (Nrf2) and heme oxygenase-1 (Ho-1).
Additionally, Pue was found to reverse H₂O₂-induced mitochondrial dysfunction in cardiomyocytes and inhibit the NLRP3/caspase-1/GSDMD-mediated pyroptosis pathway. The study demonstrated that Pue activates the Nrf2/Ho-1 signaling pathway, promoting the nuclear translocation of Nrf2 and enhancing Ho-1 expression. Overall, the research suggests that Pue protects the myocardium from MIRI by inhibiting pyroptosis through the modulation of the NLRP3/caspase-1/GSDMD pathway, providing a potential therapeutic strategy for clinical applications in treating MIRI.
Introduction
The introduction discusses myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI), a significant complication arising from interventional therapies for cardiovascular diseases, particularly acute myocardial infarction. MIRI adversely affects both systolic and diastolic cardiac functions, leading to arrhythmias and overall deterioration of cardiac performance. The underlying pathophysiological mechanisms are multifaceted, involving factors such as intracellular calcium overload, oxidative stress from free radicals, inflammatory responses, and apoptosis, all contributing to myocardial damage and poor clinical outcomes. The study emphasizes the need to further investigate these mechanisms and develop novel therapeutic strategies.
One promising approach is targeting pyroptosis, a regulated form of cell death that intensifies inflammation through the release of pro-inflammatory cytokines. During MIRI, inflammatory mediators activate pyroptosis, leading to cell death. Puerarin (Pue), a natural compound derived from Pueraria lobata, has shown potential in mitigating pyroptosis and improving cardiovascular health by suppressing the NLRP3/caspase-1/IL-1β signaling pathway and promoting an anti-inflammatory macrophage phenotype. Additionally, the nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2)/heme oxygenase-1 (Ho-1) signaling pathway plays a crucial role in cellular antioxidant defense against oxidative stress, which is implicated in pyroptosis. The introduction posits that Pue may activate the Nrf2 pathway, thereby modulating pyroptosis and oxidative stress, although the specific mechanisms remain to be elucidated.
Methods
In this study, a total of 32 male Sprague-Dawley rats (8-10 weeks old, weighing 250-300 g) were utilized to establish an animal model for myocardial ischemia/reperfusion (I/R) injury. The experimental protocols adhered to ethical guidelines and received approval from the ethics committee of Chongqing Medical University (approval no. IACUC-CQMU-2024-0618). The rats were acclimatized for one week in controlled environmental conditions and subsequently anesthetized for surgical procedures, which included tracheostomy and left anterior descending artery ligation to induce myocardial ischemia. Following a 30-minute ischemic period, reperfusion was initiated for 120 minutes.
The rats were divided into four groups: sham, I/R, Pue + I/R, and MCC950 + I/R, with eight rats in each group. Treatments included intraperitoneal injections of 100 mg/kg Pue and 10 mg/kg MCC950 administered prior to the I/R event. Health monitoring was conducted post-surgery, and myocardial tissues were harvested 72 hours after the I/R procedure. Human endpoints for euthanasia were established to ensure animal welfare, leading to the replacement of two rats that met these criteria within 24 hours of reperfusion. Pain management was provided through buprenorphine administration during the study, which lasted a total of 10 days.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, detailing the outcomes of the experiments conducted. Key metrics were analyzed, revealing significant trends and correlations that support the hypotheses posited in the introduction. The data indicate that the intervention led to a statistically significant improvement in the measured variables, with p-values less than 0.05, suggesting that the results are unlikely to be due to chance.
Additionally, the results include graphical representations that illustrate the relationships between the variables, highlighting the effectiveness of the proposed methodology. The analysis also discusses potential limitations and the implications of these findings for future research, emphasizing the need for further investigation to validate the results across different contexts. Overall, the findings contribute to the existing body of knowledge and provide a foundation for subsequent studies in the field.
Discussion
In this study, the protective effects of Puerarin (Pue) against myocardial ischemia/reperfusion (I/R) injury were evaluated using both in vivo and in vitro models. Echocardiographic assessments indicated that Pue administration improved cardiac function in I/R model rats, as evidenced by reduced left ventricular dimensions and increased left ventricular ejection fraction (LVEF). Histological analyses, including Triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining and Masson’s trichrome staining, demonstrated that Pue significantly reduced myocardial infarction area and fibrosis compared to the I/R group, suggesting its role in alleviating ischemic damage.
Furthermore, Pue was shown to inhibit inflammation and pyroptosis, a form of programmed cell death associated with myocardial I/R. Immunohistochemical and Western blot analyses revealed that Pue treatment decreased the expression of key pyroptotic markers, such as NLRP3 and IL-1β, while enhancing the expression of NRF2 and HO-1, which are critical for cellular antioxidant responses. In vitro experiments with H9c2 cardiomyocytes exposed to hydrogen peroxide (H2O2) confirmed that Pue improved cell viability and mitochondrial integrity, while also mitigating pyroptosis. The activation of the NRF2 pathway was implicated as a mechanism through which Pue exerts its protective effects, indicating its potential as a therapeutic agent in managing myocardial I/R injury.