食药用真菌多糖研究：黑木耳多糖抑制氧化应激与细胞凋亡缓解心室重构机制研究
今天小编为大家介绍的是新疆医科大学基础医学院团队在功能食品领域权威期刊《Journal of Functional Foods》（IF=5.6）上发表题为 “Auricularia auricula polysaccharide alleviates ventricular remodeling via activating Keap1/Nrf2/HO-1 pathway to suppress oxidative stress and apoptosis” 的研究论文。该研究选取药食同源黑木耳来源多糖 AAP，依托异丙肾上腺素诱导小鼠心室重构体内模型，结合 H9C2 心肌细胞、NIH-3T3 成纤维细胞体外体系，联合 DIA 定量蛋白质组学与一系列分子生物学手段，系统评价 AAP 改善心室重构的心脏保护作用并阐明内在机制。体内外结果显示 AAP 能够改善心功能、抑制心肌纤维化、缓解氧化应激与心肌细胞凋亡；机制层面 AAP 下调 Keap1、促进 Nrf2 入核，激活下游抗氧化蛋白表达，而 Nrf2 特异性抑制剂 ML385 可显著削弱上述保护效应，证实 Keap1/Nrf2/HO-1 通路是核心介导途径。
【文章概况】
新疆医科大学团队在《Journal of Functional Foods》开展黑木耳多糖 AAP 干预心室重构相关研究。体内实验证实 AAP 能够改善 ISO 诱导小鼠心功能障碍，减轻心肌肥厚、纤维化、氧化应激与心肌细胞凋亡；体外 H9C2、NIH-3T3 细胞体系证明 AAP 抑制心肌细胞肥大和成纤维细胞活化。DIA 定量蛋白质组筛选锁定 Keap1/Nrf2/HO-1 为核心通路。机制研究表明 AAP 下调 Keap1、促进 Nrf2 核转位，激活下游抗氧化蛋白，抑制氧化应激与凋亡；Nrf2 抑制剂 ML385 可显著削弱 AAP 保护效应。该研究首次报道黑木耳多糖具有抗心室重构活性，阐明其依赖 Keap1/Nrf2/HO-1 通路的心肌保护机制，为黑木耳资源高值化开发、心血管功能因子研究提供实验支撑，同时指出直接分子靶点验证、长期体内药效等人源化模型等后续研究方向。
【主要内容】
一、研究背景、立题依据与研究目的
心室重构是慢性心力衰竭持续进展的核心病理环节，伴随心肌肥厚、间质胶原过度沉积、心肌收缩功能下降，氧化应激失衡、心肌细胞凋亡、成纤维细胞异常活化是推动病变持续发展的重要诱因。现阶段临床干预手段难以从源头阻断多重病理损伤，亟需发掘安全有效的天然活性物质。Keap1/Nrf2/HO-1 通路是机体关键内源性抗氧化防御系统，激活该通路能够有效清除活性氧、减轻氧化介导的心肌损伤。黑木耳作为广泛食用的药食同源真菌，多糖 AAP 已被证实具备抗氧化、抗炎多种活性，但黑木耳多糖是否能够干预心室重构、能否通过调控 Keap1/Nrf2 通路发挥心肌保护作用尚无系统研究。基于上述空白，本研究设立三层研究目标：一是构建异丙肾上腺素诱导小鼠心室重构模型，多角度评价不同剂量 AAP 对心脏功能、心肌病理损伤、纤维化、氧化应激及细胞凋亡的改善效果；二是借助体外心肌细胞、成纤维细胞模型验证 AAP 直接抑制心肌肥大、成纤维细胞活化与细胞凋亡的作用；三是依托定量蛋白质组筛选差异蛋白，锁定核心通路，结合抑制剂干预实验验证 Keap1/Nrf2/HO-1 通路的必要性，阐明黑木耳多糖防治心室重构的分子机制，为黑木耳多糖开发心脏保护相关功能食品提供实验依据。
二、动物与细胞实验方案、检测体系
体内实验采用异丙肾上腺素连续皮下注射建立小鼠心室重构模型，设置梯度剂量 AAP 灌胃干预。采用超声心动图检测 LVEF、LVFS 等心功能指标；检测心脏重量指数评价心肌肥厚；H&E、Masson、天狼星红染色观察心肌纤维排列、炎症浸润与胶原沉积；透射电镜观测心肌超微结构与线粒体完整性；测定血清 CK-MB、LDH 评估心肌损伤；检测心肌组织 MDA、SOD、GSH、ROS 水平表征氧化应激状态；TUNEL 染色观察心肌细胞凋亡。利用 DIA 定量蛋白质组学筛选对照组、模型组、多糖干预组差异表达蛋白，开展 GO、KEGG 富集与蛋白互作网络分析，锁定核心调控节点。
体外实验选用 H9C2 心肌细胞、NIH-3T3 成纤维细胞，异丙肾上腺素诱导建立细胞损伤模型，CCK-8 确定安全给药浓度。检测细胞肥大标志物、纤维化相关基因与蛋白表达，测定 LDH、氧化应激指标；TUNEL 染色结合 Western blot 检测凋亡相关蛋白 Bax、Bcl-2、cleaved-Caspase-3。进一步通过免疫荧光观察 Nrf2 核转位，Western blot 检测 Keap1/Nrf2/HO-1 通路蛋白变化；引入 Nrf2 抑制剂 ML385 开展反向验证，明确通路依赖关系。
三、药效结果与作用机制分析
体内动物结果表明，异丙肾上腺素造模后小鼠心脏收缩功能显著下降，心肌肥厚、胶原大量沉积，心肌组织氧化应激加剧、凋亡细胞增多。AAP 干预可剂量依赖性提升 LVEF、LVFS，降低心肌肥厚指数，减轻心肌纤维紊乱、炎症浸润与间质纤维化，减少心肌损伤标志物释放，提升机体抗氧化能力，抑制心肌细胞凋亡。蛋白质组学结果显示三组蛋白表达谱明显分离，富集分析提示氧化应激、心肌病相关通路显著改变，蛋白互作网络证实 Keap1、Nrf2、HO-1 处于调控网络核心位置。
体外细胞实验进一步验证，AAP 可直接抑制 ISO 诱导 H9C2 心肌细胞肥大，降低氧化应激水平，下调促凋亡蛋白、上调抗凋亡蛋白，减少细胞凋亡；同时抑制 NIH-3T3 成纤维细胞活化，降低胶原合成。机制研究证实，AAP 能够下调 Keap1 表达，促进 Nrf2 向细胞核转移，上调 HO-1、NQO1、GCLC 抗氧化蛋白表达，激活内源性抗氧化系统，清除过量 ROS，阻断氧化应激介导的凋亡信号，抑制心肌纤维化进程。加入 Nrf2 抑制剂 ML385 后，AAP 的抗氧化、抗凋亡、心脏保护效应明显减弱，证明 AAP 改善心室重构的作用部分依赖 Keap1/Nrf2/HO-1 信号通路。完整作用路径：AAP 下调 Keap1→促进 Nrf2 核转位→激活下游抗氧化酶→缓解氧化应激→抑制心肌细胞凋亡、抑制成纤维细胞活化与胶原沉积→逆转心肌肥厚与纤维化，改善心室重构与心脏收缩功能。
四、研究创新、局限与转化价值
研究创新
首次证实黑木耳多糖 AAP 对异丙肾上腺素诱导心室重构具备显著保护作用，填补黑木耳多糖在心力衰竭相关心室重构领域的研究空白；
整合体内动物、双细胞体外模型，结合 DIA 定量蛋白质组大规模筛选靶点，从整体、组织、蛋白多层次搭建完整证据链；
通过 Nrf2 特异性抑制剂开展反向干预，明确 Keap1/Nrf2/HO-1 通路是 AAP 发挥心肌保护的关键通路，阐明清晰分子机制；
同时兼顾氧化应激、细胞凋亡、心肌纤维化三大病理环节，体现天然多糖多靶点协同干预优势。
研究局限性
研究重点围绕 Keap1/Nrf2 通路展开，未系统探究 AAP 对 TGF-β/Smad、NLRP3 炎症小体等与心室重构密切相关通路的调控作用；
尚未借助 SPR、MST 等技术验证 AAP 多糖分子与 Keap1 蛋白是否存在直接相互作用，直接靶点有待进一步确认；
缺少 AAP 药代动力学与长期安全性数据，长期持续给药的心脏保护效果尚不明确；
体外采用 H9C2 胚胎心肌细胞，和人原代心肌细胞存在生物学差异，结论有待人源细胞模型进一步佐证。
转化价值
黑木耳来源多糖原料易得、食用历史悠久，安全性良好。本研究证实 AAP 能够同时抗氧化、抗凋亡、抑制心肌纤维化，有效逆转心室重构，具备开发心血管保护功能食品、膳食补充剂的潜力。该研究也为食药用真菌多糖防治慢性心衰相关心肌损伤提供新的研究思路与实验范式。
【小结】
综合本研究结果，黑木耳多糖 AAP 可有效改善异丙肾上腺素诱导小鼠心功能受损，减轻心肌肥厚、胶原沉积、氧化应激与心肌细胞凋亡，缓解心室重构。机制层面，AAP 下调 Keap1 蛋白表达，促进 Nrf2 核转位，激活 HO-1、NQO1 等抗氧化分子，提升机体抗氧化能力，阻断氧化应激诱发的细胞凋亡，并抑制成纤维细胞过度活化、减少胶原沉积。抑制剂干预实验证实，AAP 的心肌保护作用部分依赖 Keap1/Nrf2/HO-1 抗氧化通路。该研究拓展了黑木耳多糖的药用研究范畴，为利用黑木耳多糖开发心血管保护功能产品提供可靠理论依据，后续可围绕多糖直接靶点验证、长期药效评价、人源细胞模型开展更深层次研究。
