J Ethnopharmacol (IF=6.8)｜強心1號方改善膿毒癥心肌損傷：靶向CaMK I介導的線粒體自噬，恢復心功能與線粒體穩態！

2025年12月13日，北京中醫藥大學東方醫院黃珀、北京大學王倩、劍橋大學朱燁、華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院曹鵬、首都醫科大學附屬北京中醫醫院何莎莎等團隊，在Journal of Ethnopharmacology （中科院2區，IF=6.8）在線發表題為 “Qiang-Xin 1 formula improves cardiac function and alleviates myocardial injury in lipopolysaccharide-induced septic mice by activating calcium/calmodulin-dependent protein kinase I-mediated mitophagy” 的研究論文。該文聚焦強心1號方（Qiang-Xin 1 formula，QX1）在膿毒癥誘導心肌損傷（sepsis-induced myocardial injury，SIMI）中的保護作用，并提出其可能通過激活鈣/鈣調蛋白依賴性蛋白激酶 I（calcium/calmodulin-dependent protein kinase I，CaMK I）介導的線粒體自噬發揮作用。

膿毒癥誘導心肌損傷是膿毒癥中常見且嚴重的并發癥，與心功能下降、炎癥反應增強和線粒體功能障礙密切相關。該研究采用脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的膿毒癥小鼠模型和LPS刺激的HL-1心肌細胞模型，結合超聲心動圖、H&E染色、TUNEL染色、透射電鏡（TEM）、ELISA、Western blot、JC-1染色、mRFP-eGFP-LC3報告系統、GFP-LC3/MitoTracker Red共定位、CaMK I敲低/過表達等方法，系統評價QX1對心功能、心肌損傷、炎癥反應、線粒體功能和線粒體自噬的影響。

研究發現，QX1可改善LPS誘導膿毒癥小鼠的心功能，降低NT-proBNP、cTn-I、CK-MB等心肌損傷相關指標，減輕心肌炎癥、細胞死亡和線粒體腫脹；同時提高ATP、線粒體DNA（mtDNA）水平和線粒體膜電位，并上調PINK1、Parkin和LC3-II/I，降低線粒體組分中P62表達。機制驗證顯示，CaMK I敲低會明顯削弱QX1對心功能和線粒體完整性的改善作用；在體外，抑制自噬或沉默CaMK I也會顯著抵消QX1含藥血清的保護效應。總體來看，該研究提示，QX1可能通過增強CaMK I依賴性線粒體自噬，保護膿毒癥相關心肌損傷。需要注意的是，該研究證據主要來自動物和細胞模型，且使用的是單一標準化批次QX1，不能直接等同于人體臨床療效，后續仍需開展多批次驗證和臨床研究。

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【摘 要】

民族藥理學相關性：強心1號方（Qiang-Xin 1 formula，QX1）是一種傳統中藥復方，數十年來一直用于心力衰竭治療。本研究首次證明其對膿毒癥誘導心肌損傷（sepsis-induced myocardial injury，SIMI）具有保護作用。此外，研究還識別出QX1的一種新機制，即其可調控鈣/鈣調蛋白依賴性蛋白激酶 I（calcium/calmodulin-dependent protein kinase I，CaMK I）介導的線粒體自噬。

研究目的：本研究旨在探討QX1是否可通過調節CaMK I介導的線粒體自噬，緩解脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的膿毒癥小鼠和心肌細胞中的SIMI。

材料與方法：研究采用LPS誘導膿毒癥小鼠模型和HL-1心肌細胞模型，并給予QX1或QX1含藥血清處理。通過超聲心動圖、病理染色和生化檢測評估心功能。CaMK I的作用則通過siRNA/shRNA敲低或過表達進行驗證。

結果：QX1可改善心功能、降低炎癥反應并減輕線粒體損傷。具體表現為，QX1可恢復N端腦鈉肽前體（N-terminal pro-B-type natriuretic peptide，NT-proBNP）、心肌肌鈣蛋白I（cardiac troponin I，cTn-I）、肌酸激酶同工酶MB（creatine kinase-MB isoenzyme，CK-MB）、白細胞介素-1β（interleukin-1 beta，IL-1β）、腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）和白細胞介素6（interleukin 6，IL-6）等異常水平，并逆轉SIMI中三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）、線粒體DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）和線粒體膜電位異常。機制上，QX1通過上調PINK1、Parkin和LC3-II/I，并降低線粒體組分中P62水平，激活線粒體自噬。mRFP-eGFP-LC3報告實驗以及心肌細胞中LC3與Parkin共定位結果進一步表明，QX1增強了線粒體自噬通量。體內CaMK I敲低可顯著削弱QX1介導的心功能和線粒體完整性改善；體外自噬抑制或CaMK I沉默也在很大程度上取消了QX1的保護效應。

結論：QX1可通過增強CaMK I依賴性線粒體自噬，對SIMI發揮保護作用。這些發現提示QX1具有用于膿毒癥誘導心肌病的治療潛力。然而，這些結果來自單一標準化批次QX1，仍需使用不同條件下采集植物制備的多個批次進行驗證，以確認該機制的可重復性和穩健性。

01

研究背景及科學問題

膿毒癥是一種由病原體侵入血流后引發的危及生命的全身性綜合征。其核心特征是宿主免疫反應失調，進而導致多器官功能障礙，并在重癥監護病房中造成較高死亡率。膿毒癥誘導心肌損傷（SIMI）是膿毒癥最常見且臨床意義最突出的并發癥之一。膿毒癥患者是否出現心肌損傷，與死亡風險密切相關。沒有心肌損傷的膿毒癥患者死亡率約為20%；一旦合并SIMI，死亡率可升高至70%—90%。這提示心臟受累在膿毒癥預后中具有重要意義。盡管人們對膿毒癥病理生理過程的認識不斷深入，但SIMI的精確機制仍未完全闡明，其治療策略也較為有限。

傳統中醫藥（traditional Chinese medicine，TCM）因其療效和安全性，在多種疾病治療中顯示出一定潛力。強心1號方（QX1）是源自中國的傳統中藥復方，已在臨床心力衰竭治療中應用超過30年。QX1由5味中藥組成，這些藥物在臨床實踐中應用廣泛，也被納入不同醫學體系。例如，五味子（Schisandra chinensis）被認為是一種經典適應原，在多個醫學體系中具有較長使用歷史。已有研究顯示，QX1可通過緩解神經炎癥反應，在膿毒癥中發揮神經保護作用。另有證據提示，QX1在SIMI中可能具有治療潛力，其機制可能與減輕心肌細胞內質網應激和線粒體相關凋亡有關。因此，QX1在SIMI治療中具有進一步研究價值，但其精確作用機制仍需闡明。

與以往主要關注內質網/線粒體凋亡通路不同，本研究首次提出并驗證：CaMK I介導的線粒體自噬激活，可能是QX1保護SIMI的主要機制。明確這些通路，有助于推動其在膿毒癥相關心功能障礙中的臨床轉化。

線粒體是心肌細胞最重要的能量來源，為心肌持續收縮和舒張提供能量。越來越多證據表明，SIMI與線粒體功能障礙密切相關。因此，保護線粒體完整性、防止心肌細胞損傷并恢復心功能，是SIMI治療的重要策略。線粒體自噬是一種選擇性自噬過程，可清除受損線粒體，目前被認為是應激狀態下心肌細胞的重要保護機制。在SIMI中，增強線粒體自噬有助于減輕心肌損傷并改善心臟功能。膿毒癥狀態下，CaMK I是調控PINK1與Parkin共定位的重要蛋白，主要通過PINK1/Parkin信號通路介導線粒體自噬。作者團隊近年一直圍繞QX1治療SIMI開展研究，早期預實驗提示，QX1可顯著提高膿毒癥小鼠心肌中p-CaMK I表達。因此，本研究進一步探討QX1是否通過調節線粒體自噬發揮心肌保護作用，從而為其治療應用提供機制依據。

02

重要發現及亮點

QX1方及其含藥血清主要成分鑒定

研究首先采用UPLC-MS鑒定QX1水煎液及其含藥血清中的主要化合物。結果展示了QX1方在正離子和負離子模式下的離子流圖，以及QX1含藥血清在正、負離子模式下的檢測結果。色譜條件洗脫梯度和含藥血清中的主要化合物分別列于補充表中。

圖1：QX1水煎液及其含藥血清主要成分鑒定。QX1方的正離子模式（A）和負離子模式（B），以及QX1含藥血清的正離子模式（C）和負離子模式（D）。

潛在活性成分可與CaMK I穩定結合

研究進一步使用Autodock和Pymol，對QX1潛在活性成分與CaMK I進行分子對接。納入分析的候選成分包括Tyr-gly、Schisandrol、Ononin、Rhamnocitrin-3-o-glucoside、Calycosin、Calycosin-7-o-beta-d-glucoside、3-Hydroxy-9,10-dimethoxyptercarpan、Gomisin S、Salonitenolide、5,6-Dihydroxy-7-isopropyl-1,1-dimethyl-2,3-dihydrophenanthren-4-one、Formononetin、Dihydrotanshinone I、3-Hydroxymethylenetanshinquinone、Przewaquinone A、Paramiltioic acid、3alpha-Hydroxytanshinone IIA、Tanshinol B、Miltirone、Neocryptotanshinone、Neocryptotanshinone II和Cryptotanshinone等。

分子對接結果顯示，這些潛在活性物質均可與CaMK I穩定結合。其中，Dihydrotanshinone I 與 CaMK I 的結合能為 ?8.1 kcal/mol，Rhamnocitrin-3-o-glucoside 與 CaMK I 的結合能為 ?8.0 kcal/mol，Calycosin-7-o-beta-d-glucoside 與 CaMK I 的結合能為 ?8.0 kcal/mol，Ononin 和 Cryptotanshinone 與 CaMK I 的結合能均為 ?7.7 kcal/mol。通常而言，配體與蛋白構象越穩定，對應結合能越低。隨后，研究采用表面等離子體共振（surface plasmon resonance，SPR）技術進一步表征 Dihydrotanshinone I、Cryptotanshinone、Ononin 和 Calycosin-7-O-beta-D-glucoside 與 CaMK I 的結合親和力，KD值分別為0.36、24.2、1.77和2.27 μM。

QX1方改善LPS誘導膿毒癥小鼠心功能

為建立膿毒癥小鼠模型，研究采用LPS靜脈注射。LPS處理后，小鼠分別口服不同劑量QX1方，劑量為2.5、5和10 g/kg，每日1次，連續3天。同時設置曲美他嗪（trimetazidine，TMZ）20 mg/kg作為陽性對照。

超聲心動圖結果顯示，與正常對照組相比，LPS誘導膿毒癥小鼠出現明顯心功能損害，表現為射血分數（ejection fraction，EF）、短軸縮短率（fractional shortening，FS）和舒張期室間隔厚度（interventricular septum during diastole，IVS）降低，左心室收縮末期容積（left ventricular end-systolic volume，LVESV）、左心室舒張末期質量（LVd mass）和左心室舒張末期容積（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）升高。QX1方，尤其是高劑量QX1，可有效改善LPS誘導膿毒癥小鼠心功能，其效果與陽性對照TMZ相近。QX1顯著升高EF、FS和IVS，同時降低LVESV和LVEDV。不過，QX1對這些小鼠的左室質量影響較小。

此外，研究使用ELISA檢測心肌組織中心肌功能相關蛋白，包括NT-proBNP、cTn-I和CK-MB。LPS處理后，這些指標較正常對照組顯著升高；QX1方則表現出與TMZ相近的有益作用，可顯著降低LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織中NT-proBNP、cTn-I和CK-MB水平。總體而言，這些結果表明QX1可改善膿毒癥狀態下的心功能。

圖2：QX1方改善LPS誘導膿毒癥小鼠心功能。（A）動物實驗流程圖。（B–H）超聲心動圖及相應統計分析顯示，QX1方可改善LPS誘導膿毒癥小鼠的心功能。（I–K）ELISA結果顯示，QX1方可降低LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織中NT-proBNP、cTn-I和CK-MB水平。*p < 0.05；**p < 0.01；***p < 0.001。符號“ns”表示差異無統計學意義。

QX1方減輕LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織損傷和線粒體損傷

研究采用H&E染色評估心肌組織病理變化。對照組小鼠心肌組織結構正常，而LPS誘導膿毒癥小鼠出現明顯損傷，包括肌纖維排列紊亂和嚴重炎癥反應。QX1方處理后，肌纖維排列紊亂和炎癥減輕，效果與TMZ相近。TUNEL染色顯示，LPS給藥后心肌組織中死亡細胞數量顯著增加，而QX1方或TMZ治療可逆轉這一變化。

研究進一步采用ELISA檢測血清LPS、IL-1β、TNF-α和IL-6水平。與對照組相比，膿毒癥小鼠血清LPS、IL-1β、TNF-α和IL-6顯著升高；QX1治療可明顯降低這些指標，且作用與TMZ相當。透射電鏡（transmission electron microscopy，TEM）觀察顯示，LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織線粒體出現嚴重腫脹；QX1治療可顯著減輕該損傷，表現出與TMZ相似的效果，提示QX1可能減輕膿毒癥驅動的心肌和線粒體損傷。

圖3：QX1方減輕LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織損傷和線粒體損傷。（A）H&E染色顯示，QX1方可緩解LPS誘導膿毒癥小鼠的心肌組織損傷。（B–C）TUNEL染色顯示，QX1方可減輕LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織中心肌細胞凋亡。（D–G）ELISA結果顯示，QX1方可抑制LPS誘導膿毒癥小鼠血清LPS、IL-1β、TNF-α和IL-6水平。（H）TEM觀察顯示，QX1方可緩解LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織中的線粒體腫脹。**p < 0.01；****p < 0.0001。

QX1方增強LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織中的自噬和線粒體自噬

研究采用Western blot檢測小鼠心肌組織中自噬相關蛋白表達，包括CaMK I、p-CaMK I、LC3和P62。檢測前，研究分別分離了胞質組分和線粒體組分。對于胞質組分，與正常對照組相比，LPS處理小鼠p-CaMK I/CaMK I比值和P62蛋白顯著降低，同時LC3 II/LC3 I比值升高；QX1和TMZ均可恢復上述變化。PINK1可感知線粒體損傷，并募集/激活Parkin定位至線粒體，進而泛素化外膜蛋白，啟動線粒體自噬。因此，研究檢測了線粒體組分中Parkin和PINK1蛋白水平，以評價線粒體自噬。結果顯示，QX1方明顯提高線粒體組分中Parkin、PINK1和LC3-II水平，同時降低P62表達，提示其可有力激活線粒體自噬。

此外，與對照組相比，LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織ATP濃度和mtDNA水平顯著下降；QX1治療可明顯恢復ATP和mtDNA水平，且效果與TMZ相近。為了觀察心肌組織中的線粒體自噬，研究進行了Parkin和LC3免疫熒光共染。Parkin與LC3陽性自噬體共定位增加，提示心肌細胞線粒體自噬增強。免疫熒光染色還進一步證實，心肌細胞中p-CaMK I表達升高，與Western blot結果一致。總體而言，這些發現提示，QX1方可能增強LPS誘導膿毒癥心肌中的p-CaMK I介導線粒體自噬，這可能是其心肌保護作用的重要機制。

圖4：QX1方增強LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織中的自噬和線粒體自噬。（A–H）Western blot結果提示，QX1方可促進LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織中的自噬和線粒體自噬。（I–J）QX1方可維持LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織中的ATP濃度和mtDNA水平。（K–L）免疫熒光染色顯示，QX1方可增強LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織中LC3/Parkin和p-CaMK I表達。*p < 0.05；**p < 0.01；***p < 0.001。

QX1含藥血清減輕LPS誘導HL-1心肌細胞損傷和線粒體損傷

為進一步驗證體內發現，研究使用QX1含藥血清開展體外實驗。首先，研究通過CCK-8實驗確定LPS處理HL-1細胞中QX1含藥血清的安全有效濃度。LPS顯著降低HL-1細胞活力，而10%和20% QX1含藥血清均可恢復細胞活力。因此，后續實驗將這兩個濃度分別作為低劑量和高劑量。

為評價細胞損傷，研究檢測了LDH活性、心肌功能相關蛋白（NT-proBNP、cTn-I和CK-MB）以及促炎因子（IL-1β、TNF-α和IL-6）。LPS處理顯著升高HL-1細胞中上述損傷和炎癥指標，而QX1含藥血清干預可明顯逆轉這些變化。隨后，研究采用TUNEL染色和鬼筆環肽（Phalloidin）染色評估HL-1細胞死亡和損傷。與對照組相比，LPS共培養的HL-1細胞死亡率和相對細胞表面積增加；QX1含藥血清干預后，這些改變得到改善。

為評估QX1含藥血清對LPS誘導HL-1細胞線粒體損傷的影響，研究檢測了ATP濃度、mtDNA水平和線粒體膜電位。結果顯示，與對照組相比，LPS暴露導致HL-1細胞ATP濃度、mtDNA水平和線粒體膜電位顯著下降；QX1含藥血清干預可顯著恢復這些指標。總體而言，QX1含藥血清可保護LPS損傷的HL-1細胞，這與體內結果一致。

圖5：QX1含藥血清減輕LPS誘導HL-1細胞損傷和線粒體損傷。（A）根據CCK-8實驗，10%和20% QX1含藥血清被選為治療LPS誘導HL-1細胞的安全有效濃度。（B）QX1含藥血清降低LPS誘導HL-1細胞中的LDH活性。（C–H）ELISA結果提示，QX1含藥血清可降低LPS誘導HL-1細胞中NT-proBNP、cTn-I、CK-MB、IL-1β、TNF-α和IL-6水平。（I和K）TUNEL染色顯示，QX1含藥血清可抑制LPS誘導HL-1細胞凋亡。（J和L）鬼筆環肽染色顯示，QX1含藥血清可降低LPS誘導HL-1細胞的相對細胞表面積。（M–N）QX1含藥血清提高LPS誘導HL-1細胞線粒體中的ATP濃度和mtDNA水平。（O–P）JC-1染色提示，QX1含藥血清可提高LPS誘導HL-1細胞的線粒體膜電位。*p < 0.05；**p < 0.01；***p < 0.001。符號“ns”表示差異無統計學意義。

QX1含藥血清激活LPS誘導HL-1細胞中的線粒體自噬

研究采用與體內實驗相同的方法，在HL-1細胞中評估線粒體自噬。體外結果重現了體內發現：QX1含藥血清可增加線粒體組分中Parkin、PINK1和p-CaMK I水平，提示p-CaMK I介導的線粒體自噬被激活。

為驗證QX1含藥血清對自噬的激活作用，研究采用mRFP-eGFP-LC3實驗監測自噬通量。該方法可區分自噬體和自噬溶酶體：黃色斑點代表mRFP與eGFP雙陽性自噬體，紅色斑點代表eGFP在溶酶體酸性環境中被淬滅后的自噬溶酶體。紅色斑點增加提示自噬降解活躍，而黃色斑點堆積則提示溶酶體融合或酸化受阻。結果顯示，QX1含藥血清處理后紅色斑點明顯增加，提示自噬體-溶酶體融合增強，證明自噬被激活。此外，MitoTracker標記的線粒體與LC3斑點共定位增加，進一步支持QX1誘導線粒體自噬通量增強。整體來看，QX1含藥血清可增強LPS處理HL-1細胞中的線粒體自噬。

圖6：QX1含藥血清增強LPS誘導HL-1細胞中的自噬和線粒體自噬。（A–D）Western blot結果顯示，QX1含藥血清增強LPS誘導HL-1細胞中的自噬。（E–I）Western blot結果顯示，QX1含藥血清增強LPS誘導HL-1細胞中的線粒體自噬。（J）mRFP-eGFP-LC3實驗提示，QX1含藥血清增強LPS誘導HL-1細胞中的自噬，表現為自噬體增加。（K）GFP-LC3/MitoTracker Red染色提示，QX1含藥血清增加LPS誘導HL-1細胞中的線粒體自噬，表現為LC3斑點增加。*p < 0.05；**p < 0.01；***p < 0.001。關于圖中顏色標注的解釋，請參見該文章網絡版。

QX1含藥血清通過激活自噬減輕LPS誘導HL-1細胞損傷

為進一步驗證QX1作用是否依賴自噬，研究在LPS損傷HL-1細胞中給予QX1含藥血清，并同時加入或不加入自噬抑制劑環孢素A（cyclosporine A，CsA）。結果顯示，CsA干預顯著取消QX1介導的保護效應，包括逆轉細胞活力改善、LDH釋放降低、心肌損傷標志物NT-proBNP/CK-MB/cTn-I降低，以及炎癥因子TNF-α/IL-1β/IL-6下降等。

同樣，LPS會增加HL-1細胞TUNEL陽性細胞和細胞表面積。QX1含藥血清可逆轉這兩種改變，但CsA共處理顯著取消該保護作用。這說明，自噬至少部分介導了QX1含藥血清對LPS誘導HL-1細胞損傷的保護效應。

圖7：QX1含藥血清通過激活自噬減輕LPS誘導HL-1細胞損傷。（A）CCK-8實驗顯示，QX1含藥血清促進LPS誘導HL-1細胞活力的作用可被自噬抑制劑CsA逆轉。（B）QX1含藥血清抑制LPS誘導HL-1細胞LDH活性的作用可被CsA逆轉。（C–H）ELISA結果顯示，QX1含藥血清下調LPS誘導HL-1細胞中NT-proBNP、CK-MB、cTn-I、TNF-α、IL-1β和IL-6水平的作用可被CsA抵消。（I和K）TUNEL染色顯示，QX1含藥血清抑制LPS誘導HL-1細胞凋亡的作用可被CsA逆轉。（J和L）鬼筆環肽染色顯示，QX1含藥血清降低LPS誘導HL-1細胞相對細胞表面積的作用可被CsA逆轉。*p < 0.05；**p < 0.01；***p < 0.001；****p < 0.0001。

QX1含藥血清可能通過促進CaMK I激活LPS刺激HL-1細胞中的線粒體自噬

為驗證QX1含藥血清誘導自噬激活的機制，研究將CaMK I siRNA和CaMK I表達載體分別轉染至HL-1細胞。結果顯示，QX1含藥血清可顯著增強LPS刺激HL-1細胞中的自噬和線粒體自噬，表現為LC3 II/LC3 I、Parkin和PINK1水平升高，同時P62堆積減少，這與此前結果一致。然而，CaMK I敲低可顯著取消QX1含藥血清的這些保護作用。相反，CaMK I過表達可部分恢復自噬和線粒體自噬活性，其作用與QX1含藥血清相似。

JC-1染色結果顯示，QX1可顯著提高線粒體膜電位，而沉默CaMK I可逆轉這一作用。mRFP-eGFP-LC3實驗和GFP-LC3/MitoTracker Red染色也顯示，QX1通過激活CaMK I發揮促自噬作用，表現為細胞內紅色斑點增加或LC3/線粒體共定位增強。總體而言，這些體外數據提示，QX1促進自噬和線粒體自噬的作用具有CaMK I依賴性。

圖8：QX1含藥血清通過促進CaMK I激活，激活LPS誘導HL-1細胞中的線粒體自噬。（A–D）Western blot結果提示，CaMK I沉默可逆轉QX1含藥血清對LPS誘導HL-1細胞自噬的促進作用。（A，E–H）Western blot結果顯示，CaMK I沉默可抵消QX1含藥血清對LPS誘導HL-1細胞線粒體自噬的促進作用。（I）JC-1染色顯示，CaMK I沉默可取消QX1含藥血清對LPS誘導HL-1細胞線粒體膜電位的提升作用。（J和L）mRFP-eGFP-LC3實驗提示，CaMK I沉默顯著取消QX1含藥血清對LPS誘導HL-1細胞自噬的增強作用，表現為自噬體減少。（K和M）GFP-LC3/MitoTracker Red染色顯示，CaMK I沉默消除QX1含藥血清對LPS誘導HL-1細胞線粒體自噬的增強作用，表現為LC3斑點減少。*p < 0.05；**p < 0.01。關于圖中顏色標注的解釋，請參見該文章網絡版。

CaMK I敲低削弱QX1方對膿毒癥小鼠心功能和心肌損傷的改善作用

研究進一步采用基于慢病毒的CaMK I shRNA轉染小鼠，在體內驗證QX1的作用靶點。超聲心動圖分析顯示，LPS誘導小鼠EF、FS和IVS顯著降低，同時LVESV升高；QX1方給藥可逆轉這些變化。然而，CaMK I敲低會取消QX1的這些有益作用，提示QX1通過CaMK I依賴性機制發揮保護效應。心肌功能指標NT-proBNP、cTn-I和CK-MB的變化趨勢也與超聲心動圖參數一致。

H&E和TUNEL染色顯示，QX1治療可顯著減輕LPS造成的病理損傷，包括炎癥浸潤、肌源性纖維排列松散以及細胞死亡。值得注意的是，CaMK I敲低會逆轉QX1的心肌保護作用。此外，促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6水平也呈現與上述結果一致的變化趨勢。整體而言，這些結果提示，QX1方可能通過促進CaMK I表達改善膿毒癥小鼠心功能并減輕心肌組織損傷。

圖9：QX1方可能通過增強CaMK I表達，改善LPS誘導膿毒癥小鼠心功能并減輕心肌組織損傷。（A–F）超聲心動圖顯示，CaMK I沉默可消除QX1方對LPS誘導膿毒癥小鼠心功能的改善作用。（G–I）ELISA結果顯示，CaMK I沉默在很大程度上取消QX1方對LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織中NT-proBNP、cTn-I和CK-MB水平的抑制作用。（J）H&E染色顯示，CaMK I沉默可逆轉QX1方對LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織損傷的緩解作用。（K–L）TUNEL染色顯示，CaMK I沉默可抵消QX1方對LPS誘導膿毒癥小鼠心肌組織中心肌細胞凋亡的緩解作用。（M–O）ELISA結果提示，CaMK I沉默可取消QX1方對LPS誘導膿毒癥小鼠血清TNF-α、IL-1β和IL-6水平的抑制作用。*p < 0.05；**p < 0.01；***p < 0.001；****p < 0.0001。符號“ns”表示差異無統計學意義。

機制示意圖總結

綜合動物實驗、細胞實驗和機制驗證結果，本研究提出：LPS誘導膿毒癥后，可導致心肌損傷、炎癥反應增強、線粒體功能障礙和心功能下降。QX1方可通過促進CaMK I表達，進一步激活PINK1/Parkin相關線粒體自噬通路，增強受損線粒體清除，改善線粒體質量控制，恢復ATP生成和線粒體功能，從而減輕心肌損傷并改善心功能。研究還提示，UPLC-MS和分子對接結果暗示多種QX1活性成分可能與CaMK I結合，其中Dihydrotanshinone I、Calycosin-7-o-beta-d-glucoside、Ononin和Cryptotanshinone等可能是參與CaMK I介導線粒體自噬效應的重要候選成分。

圖10：QX1治療SIMI的機制。LPS，脂多糖；CaMK I，鈣/鈣調蛋白依賴性蛋白激酶 I。

【貢獻】★★★★★

本研究表明，QX1方可在膿毒癥中改善心功能并減輕心肌損傷。同時，QX1方可增強心肌細胞線粒體功能并激活線粒體自噬。內在機制研究顯示，QX1方可能通過誘導CaMK I表達來激活線粒體自噬，從而改善膿毒癥中的心功能并減輕心肌損傷。基于這些發現，作者提出QX1方可作為治療膿毒癥誘導心功能障礙和心肌損傷的潛在臨床候選方案。

不過，研究也強調，這些結果來自單一標準化批次QX1。由于中藥復方可能受到采收季節、產地環境、年份氣候、采收時間、采后處理、儲存條件和儲存時間等因素影響，不同批次之間可能存在成分和活性差異。因此，后續仍需使用不同條件下采集藥材制備的多個批次進行驗證，以確認該機制的可重復性和穩健性。此外，除CaMK I介導的線粒體自噬外，其他信號通路也可能參與QX1對線粒體自噬和心肌保護的調控，仍需要進一步深入研究。

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