蘑菇拯救心脏？杭州师范大学严啸团队研究发现香菇多糖可缓解血管紧张素Ⅱ诱导的心肌损伤

论文标题：Lentinan alleviates angiotensin Ⅱ-induced myocardial remodeling through LMP7-SOCS3 signaling

发表期刊：International Journal of Biological Macromolecules（IF 7.7）

合作客户：杭州师范大学公共卫生学院 严啸教授团队

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研究背景

心肌重塑是导致心力衰竭的主要病理机制，细胞因子信号转导抑制因子3 (SOCS3)是心脏重构的一个重要负性调节因子，受免疫蛋白酶体大亚单位多功能肽酶7 (LMP7)的调节。香菇多糖（LNT）是从香菇中提取的一种β-多糖，具有抗炎和抗氧化特性。然而，LNT在血管紧张素II（Ang II）引发的心肌重塑中的作用和分子机制尚不清楚。本研究发现LNT通过下调LMP7的活性和表达来抑制SOCS3蛋白的降解，从而灭活下游信号传导，如STAT3、ERK、AKT、NF-κB和TGF-β。相反，SOCS3敲除显著阻断了LNT对Ang II的小鼠心肌重塑的保护作用；表明LNT可能是治疗心肌重塑和心力衰竭的新方法。

研究结果

1、LNT抑制Ang Ⅱ治疗小鼠的心肌纤维化、炎症和氧化应激

首先，作者研究了LNT在肥厚性心肌重塑中的作用，发现给予LNT可以缓解Ang Ⅱ引起的心肌肥大和功能障碍，并且该作用可能独立于与血压降低相关的机制。进一步探讨了LNT在Ang Ⅱ引发的心脏纤维化中的作用，与对照组相比，Ang Ⅱ灌注增加了心脏纤维化水平、α-SMA阳性面积以及α-SMA、CollagenⅠ和CollagenⅢ的mRNA水平，而LNT给药后这些效应显著改善。H&E和免疫组织化学染色显示，LNT减少了Ang Ⅱ介导的心肌炎症细胞浸润、Mac-2阳性区域以及促炎因子基因表达的增加；此外，LNT减弱了Ang Ⅱ诱导的小鼠心脏超氧化物生成的上调以及NADPH氧化酶亚基NOX2、NOX4和P22的基因表达。以上表明LNT改善了Ang Ⅱ引起的心脏纤维化、炎症和ROS的产生。

图1. LNT可改善Ang Ⅱ引发的心肌纤维化、炎症反应和ROS的产生

2、LNT使LMP7介导的SOCS3降解和下游信号级联失活

作者研究发现在Ang Ⅱ治疗的心脏中，MECL1和LMP7的mRNA表达水平升高，其中LMP7的表达被LNT显著抑制。接下来，探讨了LNT是否会影响LMP7介导的SOCS3降解和下游信号通路。Ang Ⅱ诱发SOCS3降解的增加，补充LNT后，LMP7、p-STAT3、p-ERK1/2、p-AKT、p-p65和TGF-β的蛋白表达以剂量依赖的方式显著逆转。此外，共免疫沉淀分析显示LMP7可以直接与SOCS3结合，Ang Ⅱ诱导的LMP7表达上调显著降低了SOCS3蛋白水平，蛋白酶体抑制剂MG132显著逆转了这种作用，表明SOCS3被LMP7介导的蛋白酶体途径降解。LNT阻断了Ang Ⅱ处理的心脏、NRCM和NRCF中LMP7介导的SOCS3蛋白的降解，以上表明，LNT抑制Ang Ⅱ激活的LMP7依赖性SOCS3降解和下游信号传导。

图2. LNT减弱LMP7介导的SOCS3降解和下游信号

3、SOCS3敲低阻断了LNT在Ang Ⅱ引起的心肌肥大和功能障碍中的有益作用

为了验证SOCS3在LNT介导的心脏保护中的意义，用含有靶向SOCS3/对照的shRNA-AAV9载体（AAV9-shSOCS3/AAV9-shNC）转导小鼠，然后进行LNT和Ang Ⅱ治疗。与注射AAV9-shScr的对照小鼠相比，AAV9-shSOCS3显著降低了Ang Ⅱ治疗心肌中的SOCS3蛋白水平。在Ang Ⅱ治疗后，SOCS3的心脏敲除导致心肌肥大恶化，并增加了小鼠ANF、BNP和β-MHC的mRNA水平。LNT显著减轻了Ang Ⅱ和AAV9-shNC治疗的心脏中SOCS3的降解以及心脏收缩功能障碍和肥大；然而，注射AAV9-shSOCS3后，这些作用被显著消除。进一步研究发现心脏特异性SOCS3敲除可消除LNT介导的对心肌纤维化、炎症和ROS产生的保护作用。

图3. SOCS3敲低逆转了LNT介导的Ang Ⅱ后小鼠心肌肥大和功能障碍的有益作用

研究结论

本研究发现了LNT在高血压心肌重塑中的新作用。LNT给药显著改善了Ang Ⅱ诱导小鼠的心脏功能障碍、纤维化、炎症和超氧化物的产生。LNT减少了LMP7介导的SOCS3降解，导致STAT3、AKT、ERK、TGF-β和NF-κB信号级联失活。此外，SOCS3敲除显著逆转了LNT对Ang Ⅱ诱发的心肌重塑的保护作用。因此，LNT作为一种新的天然来源的免疫蛋白酶体抑制剂，可能成为心脏重塑和心力衰竭的有效预防和治疗工具。

本文使用病毒载体：AAV9-shSOCS3 腺相关病毒定制