丹参及有效单体成分多靶点对抗铁超载所致心脏及肝脏损伤作用机制探究

Iron is an essential element of erythrocyte, but large amounts of iron accumulation in the body can cause organs damage and iron overload disease. Currently, iron removal treatment was a common method in clinical. Traditional iron chelating agents were usually used but they were not satisfied treatment choice due to serious side effects or non-convenience for administration. Our previous researches found that Salvia miltiorrhiza, a traditional Chinese herb, could ameliorate iron overload-induced organs (heart, liver and kidney) damage. However, the mechanisms deserve further study. In this study, multiple techniques (immunohistochemistry, ferrozine indicator method, patch clamp, ionoptix, Western, PCR, etc) will be used to explore the multitargete mechanisms of Salvia miltiorrhiza on anti-oxidant, anti-apoptotic, iron chelation, inhibition of iron uptake transport pathway (inhibition of iron transport related protein expression), calcium antagonist effects, inhibition of myocardial cell excitability, inhibition of myocardial contraction and so on. The results will be of great importance in the iron overload diseases and it will provide a new way on the therapy. Moreover, our study can lay the foundation for the clinical application of Salvia miltiorrhiza on iron overload diseases.

铁是构成红细胞的一个主要成分，但是大量铁在体内蓄积会导致严重的器官损伤，引发铁超载疾病。目前，临床上对于铁超载疾病的治疗主要采用铁螯合剂进行去铁治疗，但因其不良反应严重或治疗依从性差等问题无法满足临床治疗需要。本项目组前期研究结果发现，中药丹参能有效改善铁超载小鼠的脏器（心脏、肝脏及肾脏）损伤，但其相关作用机制还需进一步研究。本项目组采用免疫组化、ferrozine指示剂法、膜片钳、钙瞬变、Western 及PCR等多种方法研究丹参及其有效单体成分对心脏、肝脏多靶点的保护作用机制，探索丹参及其有效单体成分的抗氧化作用、抗凋亡作用、铁螯合作用、抑制铁摄取及转运作用（抑制铁转运相关蛋白表达）、钙拮抗剂作用、抑制心肌细胞兴奋性以及抑制心肌细胞收缩等作用机制问题，本研究结果将对阐明铁超载所致脏器损伤的机制具有重要意义，为铁超载疾病的治疗提供新的思路，并为中药丹参在铁超载疾病的临床应用奠定基础。

目前，对于临床性铁超载疾病的治疗需要开发有效低毒的新药物。本项目围绕丹参对抗铁超载作用机制研究，开展了丹参有效单体成分、钙拮抗剂对抗铁超载所致脏器损伤作用机制研究。研究发现1，丹参中的重要单体成分丹参素在体外具有一定的铁螯合作用，说明了丹参的螯合作用可能是其降低脏器中铁沉积的作用机制之一；2，丹参注射液、丹参素、丹酚酸B都能使铁超载小鼠心脏及肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的水平增加，并降低过氧化产物丙二醛(MDA)浓度，说明丹参的抗氧化作用可能是其发挥脏器保护作用的机制之一；3，丹参注射液、丹参素、丹酚酸B都能下调铁超载小鼠心脏及肝脏中细胞凋亡因子bax/bcl-2,caspase-3的表达水平，说明丹参的抗凋亡作用可能是其发挥脏器保护作用的机制之一；4，丹参及钙拮抗剂(维拉帕米、尼莫地平)能有效下调心脏及肝脏细胞上相关转铁蛋白，如电压依赖性钙通道蛋白(LVDCCs)、二价金属离子转运体-1(DMT-1)、转铁蛋白受体-2(TfR-2)、铁蛋白(Ft)及肝杀菌肽蛋白(Hepcidin)的表达水平，说明丹参可通过抑制铁转运，减少细胞对铁的摄入，降低细胞内铁沉积；也说明了丹参具有钙拮抗剂作用。5，丹参素可通过抑制心肌细胞上L-型钙电流(ICa-L)和降低心肌细胞收缩力发挥心肌保护作用。综上，本项目从丹参可通过螯合作用及抑制铁转运降低细胞铁沉积，并通过抗氧化、抗凋亡、抑制心肌细胞兴奋性以及抑制心肌细胞收缩作用等方面解释了丹参对铁超载所致的器官损伤的多靶点保护作用，将对临床铁超载疾病的治疗具有重要意义。