目的:阿霉素(Doxorubicin,DOX)是一种有效的抗肿瘤药物,广泛用于治疗多种癌症疾病。然而阿霉素的副作用也很明显,特别是剂量累积性心脏毒性,可以引起心力衰竭的发生,极大地限制了临床应用。因此探索对抗阿霉素心脏毒性的药物迫在眉睫。黄芪甲苷(Astragaloside IV,AS-IV)是黄芪重要的组成成分,通过多种途径发挥心脏保护作用。本实验研究了阿霉素诱导的小鼠心肌细胞焦亡,并探讨了AS-IV的保护作用和潜在分子机制,为临床减轻阿霉素心肌毒性提供理论依据。方法:40只健康雄性C57BL/6小鼠随机分为4组,使用阿霉素通过腹腔注射建立模型,同时给予AS-IV灌胃治疗。心脏彩超检测小鼠心脏左室舒张末期内径(Left ventricular internal dimension at enddiastole,LVIDd)、左室收缩末期内径(Left ventricular internal dimension at end-systole,LVIDs),并计算左室射血分数(Left ventricular ejection fraction,LVEF),左室短轴缩短率(Left ventricular fractional shortening,LVFS)。酶联免疫吸附试验(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测小鼠血清心肌损伤指标肌酸激酶同工酶(Creatine kinase isoenzyme,CK-MB)、脑钠肽(Brain natriuretic peptide,BGefitinib-based PROTAC 3生产商NP)、乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)、肌钙蛋白I(Cardiac troponin I,c Tn I)水平变化。苏木素-伊红染色(Hematoxylin-eosin,HE)、麦胚凝集素(Wheat germ agglutinin,WGA)染色、马森染色(Masson trichrome,Masson)观察小鼠心肌组织形态学变化,透射电镜(Transmission electron microscope,TEM)观察心肌细胞排列及线粒体结构。转录组测序及GO富集分析和KEGG富集分析筛选差异基因表达。ELISA法检测血清炎症因子白介素1β(Interleukin 1β,IL-1β)、白介素18(Interleukin 18,IL-18)以及氧化应激指标谷胱甘肽(Glutathione,GSH),丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)水平变化。免疫组化(Immunohistochemical,IHC)和蛋白免疫印迹法(Western blot,WB)检测小鼠心肌组织中焦亡相关蛋白凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD,ASC)、核苷酸结合寡聚域样受体蛋白3(Nod-like receptor protein 3,NLRP3)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(Cysteine aspartate protease 1,Caspase-1)、消皮素D(Gasdermin D,GSDMD)、Cleaved caspase-1、GSDMD-N、IL-1β、IL-18以及氧化应激相关蛋白核因子E2相关因子2(Nuclear factor E2-related factor 2,Nrf-2)、p Nrf-2、血红素加氧酶1(Heme oxygenase 1,HO-1)的表达。结果:1.与对照组相比,DOX组小鼠LVIDd、LVIDs明显增大,LVEF、LVFS下降,血清BNP、CK-MB、c Tn I、LDH水平升高;给予AS-IV治疗后,与模型组相比,LVIDd、LVIDs减小,LVEF、LVFS升高,BNP、CK-MB、c Tn I、LDH水平明显降低(均P<0.0GSK J4分子式5)。2.与对照组相比,DOX组心脏重量/体重重量(Heart weight/Body weight,HW/BW)比例下降,HE染色显示心肌组织排列紊乱,胞浆空泡增多,给予AS-IV治疗后,心肌排列较模型组整齐,胞浆空泡化减少,HW/BW增加。Masson染色表明DOX组心肌纤维化面积明显增多,WGA免疫荧光染色显示DOX组小鼠心肌横截面积减少,而给予AS-IV治疗后,小鼠心肌纤维化程度和心肌细胞面积得到改善。透射电镜结果表明,与对照组相比,DOX组小鼠心肌组织大量线粒体肿胀、空泡化,线粒体脊溶解消失,Z线模糊增宽,H带消失,肌丝排列紊乱,给Arsenic biotransformation genes予AS-IV治疗后,线粒体肿胀得到缓解,少量线粒体脊线溶解,肌丝排列较阿霉素组更整齐(均P<0.05)。3.转录组测序结果表明,DOX上调焦亡、氧化应激等基因表达,AS-IV下调了氧化应激相关的基因表达。4.与对照组相比,DOX组血清炎症因子IL-1β、IL-18释放水平增加,SOD、GSH水平下降,MDA增加,给予AS-IV治疗后,IL-1β、IL-18含量降低,SOD、GSH水平增加,MDA减少(均P<0.05)。5.免疫组化结果表明,与对照组相比DOX组心肌Caspase-1、NLRP3、GSDMD表达水平增加,给予AS-IV治疗后,NLRP3、Caspase-1、GSDMD表达下降(均P<0.05)。6.WB结果显示,DOX组小鼠心肌焦亡相关蛋白NLRP3、ASC、Caspase-1、Cleaved caspase-1、GSDMD、GSDMD-N、IL-1β、Cleaved IL-1β、IL-18表达明显增加,给予AS-IV治疗后,上述焦亡蛋白表达明显减低(均P<0.05)。7.WB结果表明,与对照组相比,DOX组小鼠心肌Nrf-2、p Nrf-2、HO-1表达降低,给予AS-IV治疗后,Nrf-2、p Nrf-2、HO-1表达增加(均P<0.05)。结论:1.AS-IV可以减轻DOX诱导的小鼠心肌损伤,改善心功能。2.AS-IV通过激活Nrf-2/HO-1信号通路减轻DOX诱导的小鼠心肌焦亡。