人参皂苷Rb1通过抑制内皮细胞焦亡改善动脉粥样硬化

《Oxidative Medicine and Cellular Longevity》：Ginsenoside Rb1 Improves Atherosclerosis by Inhibiting Endothelial Cell Pyroptosis

　　

目的：本研究旨在探讨人参皂苷Rb1（Gs-Rb1）对内皮细胞（EC）焦亡在动脉粥样硬化（AS）中的作用。方法：采用ApoE?/?小鼠和小鼠主动脉内皮细胞（MAECs）作为研究对象。通过给予ApoE?/?小鼠高脂饮食（HFD）3个月建立体内AS模型，随后灌胃给予Gs-Rb1（40 mg/kg/天）3个月。通过苏木精-伊红（HE）和油红O染色评估病理变化，免疫荧光检测Caspase-1表达，Western blotting和RT-PCR检测焦亡相关蛋白及mRNA水平，ELISA定量炎性因子（IL-18、IL-1β）和乳酸脱氢酶（LDH）。体外实验中，采用氧化低密度脂蛋白（ox-LDL，150 μg/mL）诱导MAECs焦亡，随后给予Gs-Rb1（60或80 μg/mL）处理12小时，流式细胞术评估细胞死亡。结果：Gs-Rb1显著减少小鼠主动脉斑块面积，降低主动脉组织中焦亡相关蛋白（Caspase-1、Cleaved Caspase-1、GSDMD、NLRP3）及mRNA水平，血清中LDH、IL-18、IL-1β水平显著降低；体外实验中，Gs-Rb1降低内皮细胞死亡率并抑制焦亡。结论：本研究在动物和细胞水平证实Gs-Rb1对AS的治疗作用，抑制内皮细胞焦亡可能是其抗AS的关键机制。

论文解读：人参皂苷Rb1通过抑制内皮细胞焦亡改善动脉粥样硬化的机制研究

研究背景与意义

动脉粥样硬化（Atherosclerosis, AS）是冠心病、卒中的主要病理基础，以内皮细胞（Endothelial Cell, EC）损伤、脂质沉积及斑块形成为特征。近年研究发现，EC焦亡（Pyroptosis）——一种由Gasdermin D（GSDMD）介导的程序性细胞死亡，伴随细胞膜破裂及IL-1β、IL-18等炎性因子释放——在AS发生发展中起关键作用。NLRP3炎症小体（Nucleotide-binding domain, leucine-rich-containing family, pyrin domain-containing-3 inflammasome）激活Caspase-1，进而切割GSDMD引发膜穿孔，是焦亡的经典通路。人参皂苷Rb1（Ginsenoside Rb1, Gs-Rb1）作为人参主要活性成分，具有抗氧化、抗炎及心血管保护作用，但其是否通过抑制EC焦亡改善AS尚不明确。该研究由Inner Mongolia Medical University团队完成，发表于《Oxidative Medicine and Cellular Longevity》，首次阐明Gs-Rb1通过调控NLRP3/Caspase-1/GSDMD轴抑制EC焦亡的抗AS机制，为AS治疗提供新靶点。

关键技术方法

研究采用ApoE^?/?小鼠（高脂饮食诱导AS模型）及小鼠主动脉内皮细胞（MAECs）为对象，通过HE和油红O染色观察主动脉斑块，免疫荧光检测Caspase-1/CD31共定位，Western blotting及RT-PCR检测焦亡相关分子（NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β、IL-18）的蛋白及mRNA水平，ELISA测定血清炎性因子及LDH，流式细胞术分析细胞焦亡率。

研究结果

3.1 一般观察

Gs-Rb1治疗12周期间，小鼠无药物相关死亡或不良反应，各组体重无显著差异，表明Gs-Rb1安全性良好。

3.2 Gs-Rb1减少ApoE^?/?小鼠斑块面积

HE和油红O染色显示，高脂饮食（HFD）显著增加ApoE^?/?小鼠主动脉根斑块面积及脂质沉积，而Gs-Rb1治疗后斑块面积显著减少（降幅42.3%，p<0.01）。

3.3 Gs-Rb1降低小鼠主动脉内皮细胞焦亡特征

免疫荧光双染显示，模型组（MC）小鼠主动脉Caspase-1（绿色）与CD31（红色，内皮标记）共定位显著增强，提示EC焦亡活跃；Gs-Rb1组Caspase-1激活及细胞死亡数显著逆转。

3.4 Gs-Rb1降低经典焦亡通路关键分子表达

Western blotting结果显示，模型组主动脉组织焦亡相关蛋白（Caspase-1、Cleaved Caspase-1、GSDMD、NLRP3、IL-1β、IL-18）表达显著升高，Gs-Rb1组各蛋白水平分别降至模型组的76%、61.8%、59.6%、85.7%、48.8%、55.8%（p<0.05~0.001）；RT-PCR显示，焦亡相关基因（Caspase-1、GSDMD、IL-1β、IL-18、NLRP3）mRNA水平同步降低（降幅43.8%~90.5%）。血清ELISA结果显示，Gs-Rb1组IL-1β、IL-18、LDH水平分别较模型组降低18.1%、29.5%、21.4%（p<0.05~0.01）。

3.5 Gs-Rb1减少细胞膜破裂及内皮细胞焦亡

体外实验中，ox-LDL诱导MAECs焦亡（细胞死亡率38.7%），Gs-Rb1（60、80 μg/mL）处理后死亡率分别降至26.3%、19.4%（p<0.01~0.001），80 μg/mL组效果更佳。Annexin V/PI染色结合Cleaved GSDMD、Caspase-1免疫印迹证实焦亡被抑制。

3.6 Gs-Rb1降低内皮细胞焦亡相关蛋白

Western blotting显示，Gs-Rb1组MAECs中Caspase-1、Cleaved GSDMD、NLRP3蛋白水平分别较模型组降低59.1%、65.3%、85.1%（p<0.01~0.001）；RT-PCR显示Caspase-1、GSDMD mRNA水平降低60%、72%（p<0.05~0.01），但NLRP3 mRNA无显著差异，提示Gs-Rb1可能通过转录后调控影响NLRP3蛋白稳定性。

讨论与结论

讨论部分指出，AS早期以内皮功能障碍及EC焦亡为特征，GSDMD介导的膜穿孔及炎性因子释放促进斑块进展。Gs-Rb1既往研究显示可调节自噬、抑制凋亡，但本研究首次揭示其通过抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD轴减轻EC焦亡。局限性包括：未设置ApoE^?/?小鼠普通饮食对照组，无法完全区分遗传缺陷与HFD的独立作用；动物实验未系统优化剂量；缺乏NLRP3抑制剂或基因敲除验证因果性；部分实验样本量较小（3~4只）。

结论：Gs-Rb1通过抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD轴介导的内皮细胞焦亡，延缓ApoE^?/?小鼠AS进展，为AS治疗提供了基于天然产物的新策略。