抑制化学和机械激活的 Piezo1 通道可作为丹酚酸B 改善动脉粥样硬化的机制

丹参酸B（SalB）是一种有机化合物，是中药丹参中含量最丰富的水溶性物质。SalB已被广泛用于治疗心血管疾病，包括动脉粥样硬化。越来越多的证据表明，SalB的心肌保护作用归因于其抑制级联分子转导的能力，这些分子转导级联反应促进多种血管细胞类型和组织中的内皮功能障碍、氧化应激、血小板聚集、凝血、血栓形成和炎症。然而，SalB在预防动脉粥样硬化方面的分子靶点仍然难以捉摸。

响应机械负荷刺激而激活的Piezo1离子通道参与广泛的生理和病理过程。它们在血管机械转导中的功能包括感知血流的剪切应力，促进血管发育，介导血流依赖性血管舒张并防止动脉粥样硬化，以及调节运动诱导的血管收缩，内皮细胞通透性等。鉴于Piezo1通道在血管生物学中不可或缺的作用，它有可能作为一种新的药物靶点。

在广州中医药大学diyi附属医院及山东中医药大学医学研究中心团队的一项实验中，通过利用Yoda1，一种高选择性和youxiao的Piezo1通道激动剂作为关键工具，证明了SalB对Piezo1通道的抑制作用。研究结果有助于理解SalB预防动脉粥样硬化病变的机制，及其对开发拮抗Piezo1通道具有药理作用的低分子量（LWM）药物的影响。具体研究成果发表在British Journal of Pharmacology期刊题为“Inhibition of chemically and mechanically activated Piezo1 channels as a mechanism for ameliorating atherosclerosis with salvianolic acid B”。

首先，利用Piezo1通道抑制剂检测对HUVECs中Yoda1诱导的钙内流的抑制作用。结果发现，在筛选的105种化合物中，SalB显著抑制Yoda1诱导的Ca2+进入HUVECs。当细胞用SalB预处理30分钟或直接使用SalB时，观察到基线Ca2+测定没有差异，且SalB抑制Yoda1诱导的Ca2+以浓度依赖性方式进入。这表明，SalB是内源性Yoda1刺激的Piezo1通道的抑制剂，且SalB对Piezo1通道显示出一定的选择性。研究人员还探讨了SalB是否可以抑制过表达外源性Piezo1通道的细胞中的钙反应，数据表明，SalB在过表达野生型Piezo1的人胚肾细胞HEK 293T中抑制Yoda1诱导的Ca2+内流。

此外，实验还验证了SalB是否可能对天然细胞具有相同的抑制作用，结果发现，SalB抑制了对小鼠肝脏内皮细胞MLECs中Yoda1的反应。然而，Yoda1诱发的Ca2+信号在MLECs中相对低于HUVECs。这些数据表明，SalB抑制了MLECs中Yoda1诱导的Piezo1通道的活性。

为了探索SalB是否可以抑制HUVECs中Yoda1介导和机械感应的电流，进行了全细胞膜片钳实验。观察到基础电流，然后是响应Yoda1的附加电流，之后电流被SalB抑制，但不被DMSO抑制（图1 a-h）。随着机械刺激水平的增加，诱发电流也相应增加（图1 i）。然而，用10μM SalB预处理细胞30分钟后，这些电流被抑制（图1 j）。由机械刺激诱发并由SalB抑制的电流的电流-压力关系（I-μm）表现出正相关（图1 k、l）。这些数据表明，SalB不仅抑制Yoda1激活，还抑制机械诱导的Piezo1电流和其他拉伸激活通道。

图1 SalB抑制激活Piezo1通道产生的电流。

接下来，为了研究SalB在血管生物学中的生理相关性，对从小鼠中分离的胸主动脉进行等距张力记录，发现SalB抑制Yoda1引起的胸主动脉扩张，抑制苯肾上腺素引起的胸主动脉收缩，这依赖于Piezo1通道。

鉴于Piezo1通道在感知剪切应力方面的作用，因此，实验探索了SalB对剪切应力激活的Piezo1通道的功能影响。当将HUVECs暴露于单向层流（15 dynes·cm2）24小时后，使用DMSO或10μM SalB，观察到DMSO细胞朝向剪切应力方向排列，而SalB处理的细胞则相反。这些数据表明，SalB抑制内皮细胞朝机械应力方向排列。

为了确定SalB是否通过Piezo1通道抑制内皮细胞排列，用干扰对照siRNA或Piezo1 siRNA转染的HUVECs暴露于DMSO或10μM SalB的定向剪切应力（15 dynes·cm2）下24小时，发现Piezo1 siRNA抑制细胞排列。因此，在剪切应激下，与单独使用Piezo1 siRNA细胞相比，SalB处理的Piezo1 siRNA细胞中没有额外的SalB对细胞排列的效应，结果进一步支持了Piezo1通道在SalB抑制细胞排列的作用中发挥影响。

为了研究SalB抑制Yoda1诱导的Piezo1通道激活的潜在机制，检验了SalB和Yoda1之间存在竞争关系的假设。10μM SalB对不同浓度的Yoda1（1、5、10、20、30μM）的抑制作用显示出浓度相关性（图2 a、b）。重要的是，SalB的抑制是可逆的（图2 c-f）。因此，Yoda1的浓度可能与SalB的抑制率呈负相关。这些数据表明，SalB和Yoda1可能对Piezo1通道产生竞争效应。

图2 SalB可能与Yoda1竞争Piezo1通道，这些影响是可逆的。

巨噬细胞衍生泡沫细胞的形成是动脉粥样硬化的重要特征。因此，实验测试了SalB对泡沫细胞形成的影响。与单独用氧化低密度脂蛋白（OxLDL）处理的BMDMs相比，用oxLDL和Yoda1处理的BMDMs的油红O染色显著增加。有趣的是，SalB以剂量依赖性方式抑制oxLDL与Yoda1诱导的泡沫细胞形成。结果表明，Yoda1促进用oxLDL处理的BMDMs中的泡沫细胞形成，而SalB抑制泡沫细胞的形成，且SalB对泡沫细胞形成的抑制取决于Piezo1通道。

zuihou，为了探究SalB是否抑制体内动脉粥样硬化的形成，研究人员给Ldlr−/−小鼠喂食HFD，并在腹腔注射两种不同剂量的SalB（SalB-L，30 mg·kg/1天；SalB-H，100 mg·kg/1天）。与正常饮食的小鼠相比，HFD小鼠出现了动脉粥样硬化斑块，特别是在主动脉弓（图3 a、b）。然而，与HFD小鼠相比，接受SalB干预的HFD小鼠的主动脉斑块显著减少，且SalB以剂量依赖性方式抑制动脉粥样硬化斑块的发展（图3 a、b）。

为了进一步研究主动脉斑块中脂质斑块的含量，对小鼠主动脉根部用油红O和HE染色。与正常饮食的小鼠相比，HFD的小鼠油红O染色增加，这与动脉脂质含量的增加相对应。同样，HE染色结果显示动脉壁增厚。然而，与HFD组相比，SalB处理显著降低了脂质含量并降低了动脉壁的厚度（图3c-e）。这些数据表明，SalB可youxiao抑制小鼠动脉粥样硬化的发展。

然后探讨了Piezo1通道是否参与了SalB对动脉粥样硬化的这些抑制作用，利用特异性Piezo1敲除小鼠（Piezo1^∆LysM/Ldlr^−/−），发现Piezo1^∆LysM/Ldlr^−/− 小鼠的主动脉斑块显著减少，且SalB对Piezo1^∆LysM/Ldlr^−/−小鼠的主动脉斑块没有进一步的影响（图3f、g）。这些数据表明，SalB对小鼠主动脉斑块的抑制作用取决于Piezo1通道的存在。

图3 SalB抑制Ldlr−/−和Piezo1∆LysM/Ldlr−/−小鼠高脂肪饮食引起的动脉粥样硬化的发展。

综上所述，该研究表明，SalB通过Yoda1诱导的Piezo1通道youxiao地拮抗离子通量，并通过机械刺激诱导的这些通道抑制阳离子电流。基于SalB对Piezo1通道的调节机制，可能会开发出相关药物。然而，关于SalB对Piezo1通道的药理学和调节作用，还有很多机制需要了解。目前的研究为这些离子通道以及SalB在预防动脉粥样硬化病变中的作用机制提供了新的见解。

参考文献：Pan X, Wan R, Wang Y, Liu S, He Y, Deng B, Luo S, Chen Y, Wen L, Hong T, Xu H, Bian Y, Xia M, Li J. Inhibition of chemically and mechanically activated Piezo1 channels as a mechanism for ameliorating atherosclerosis with salvianolic acid B. Br J Pharmacol. 2022 Jul;179(14):3778-3814. doi: 10.1111/bph.15826. Epub 2022 Mar 19. PMID: 35194776.

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35194776/

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