本研究由Jiang Li（郑州铁路职业技术学院）与Chengyang Xu（河南省人民医院）共同完成，作为一篇原创研究论文，发表于*Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences*（《巴基斯坦药学科学杂志》）第39卷第6期（2026年6月），页码1645至1654。通讯作者为Chengyang Xu。
心肌缺血再灌注损伤（myocardial ischemia-reperfusion injury, MIRI）是多种心血管疾病中常见且严重的病理并发症。当心肌组织经历缺血后恢复血液灌注时，不仅无法完全修复受损组织，反而可能引发进一步的损伤，这一过程涉及氧化应激、炎症反应及线粒体功能障碍等多种复杂机制。MIRI在急性心肌梗死（acute myocardial infarction, AMI）的临床治疗中尤为突出——尽管经皮冠状动脉介入治疗等再灌注手段显著降低了AMI的死亡率，但再灌注后的短期及长期不良预后仍居高不下，而这很大程度上归因于MIRI的发生。
近年来的研究日益揭示，线粒体在MIRI的病理生理过程中扮演核心角色。线粒体不仅是细胞的能量工厂，还在调控细胞凋亡与自噬方面发挥关键作用。线粒体自噬（mitophagy）作为一种选择性自噬形式，通过清除受损线粒体来维持线粒体功能稳定。然而，在MIRI过程中，线粒体自噬的失调——无论是过度激活还是功能不足——均可导致线粒体功能障碍，从而加重心肌损伤。缺氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α）在低氧条件下表达上调，并通过与BNIP3等下游靶点结合，参与调控线粒体自噬，其表达水平与心肌缺血程度及不良预后密切相关。因此，调控HIF-1α/BNIP3信号通路以抑制异常线粒体自噬，被视为MIRI治疗的一个潜在策略。
桔梗皂苷D（platycodin D, PD）是从桔梗（*Platycodon grandiflorum*）中提取的一种三萜皂苷类化合物，具有抗炎、降血糖、降血脂、抗肿瘤及免疫调节等多种药理活性。前期研究表明，PD在啮齿动物心肌梗死模型中能显著减轻心肌细胞凋亡并改善心肌损伤，但其对MIRI中线粒体自噬的影响尚不明确。基于上述背景，本研究旨在建立大鼠心肌缺血再灌注模型，系统评估PD对MIRI的心脏保护效应，并探究其机制是否涉及对HIF-1α/BNIP3信号通路及线粒体自噬的调控。
本研究共纳入50只体重在220至240克之间的雄性Sprague-Dawley大鼠，所有动物均购自上海闵行区的上海科硕实验动物有限公司，并饲养于上海第十人民医院科技创新园区的实验动物中心。实验方案获得了上海第十人民医院实验动物伦理委员会的批准。
研究将大鼠随机分为三组：（1）假手术组（Sham组，仅行开胸手术而不结扎冠状动脉）、（2）缺血再灌注组（I/R组，接受心肌缺血-再灌注造模的阳性对照组）、（3）I/R+PD治疗组（在造模前连续7天腹腔注射PD，剂量为每日25毫克/千克体重）。所有大鼠通过腹腔注射10%戊巴比妥钠（50毫克/千克体重）进行麻醉，随后固定于仰卧位并连接多通道生理信号记录仪监测心电图。在颈部及左前胸备皮后，经颈部正中切口暴露气管并连接机械通气。待呼吸稳定后，于胸骨左侧0.5至1厘米处行纵行切口，在第3与第4肋骨间逐层分离肌肉后，暴露并识别左前降支冠状动脉。在距离其起始部2至3毫米处，用4-0缝合线穿过左前降支下方，垫以乳胶管（外径约1.0毫米，长约3至4厘米）后结扎，成功结扎的标志为ST段抬高及左心室前壁紫绀。缺血30分钟后，松开缝线进行再灌注1小时，造模成功标准为缺血区紫绀消失且ST段抬高回落至少一半。假手术组除不结扎左前降支外，其余操作完全相同。
实验通过多种手段评估PD的保护效应。首先，自颈动脉采集6毫升血液，静置30分钟后以3000转/分钟在4°C下离心10分钟分离血清，并通过自动生化分析仪（日立7150型）检测心肌损伤标志物，包括肌酸激酶同工酶（CK-MB）、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase, LDH）和心肌肌钙蛋白I（cardiac troponin I, cTnI）。其次，采用配备18至20 MHz高频探头的高分辨率心脏超声系统进行经胸超声心动图检查，测量左心室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）和左心室短轴缩短率（left ventricular fractional shortening, LVFS），每个指标至少测量三个连续心动周期并取平均值。再者，通过心脏大体横切面观察、苏木精-伊红染色（HE染色）组织切片观察以及心肌梗死面积的定量分析，从组织学层面评估心肌损伤程度。机制研究方面，采用Western blot技术检测自噬相关蛋白LC3、PINK1及Parkin的表达水平，以GAPDH作为内参蛋白；并利用JC-1染色法评估线粒体膜电位变化——当膜电位较高时，JC-1在线粒体基质中形成聚集体，发射红色荧光；膜电位较低时则以单体形式存在，发射绿色荧光，以红/绿荧光比值间接反映线粒体膜电位水平。所有实验数据以均值±标准误表示，采用GraphPad软件（版本8）进行单因素方差分析（one-way ANOVA）进行多组间比较，以p<0.05为差异有统计学意义。
研究结果从多个维度证实了PD对MIRI的显著保护作用。首先，在心肌损伤生化指标方面，与假手术组相比，I/R组大鼠血清中CK-MB、LDH及cTnI水平均显著升高，表明缺血再灌注造成了明显的心肌细胞损伤。而在I/R+PD治疗组，这三项指标均显著降低，其中CK-MB水平较I/R组下降约50%，LDH水平下降约40%，cTnI亦呈现显著下降，显示出PD能够有效减轻心肌细胞的坏死及凋亡程度。
其次，超声心动图结果显示，I/R组大鼠的心功能受到严重损害，表现为LVEF和LVFS较假手术组显著降低；而I/R+PD组的LVEF和LVFS均显著回升，提示PD能够有效恢复受损心肌的收缩功能。cTnI水平的同步下降，进一步佐证了PD对心肌细胞膜稳定性的维护作用。
在组织学层面，心脏大体横切面图像显示I/R组出现大面积心肌梗死，心肌细胞排列紊乱且坏死广泛，而I/R+PD组梗死面积明显缩小，心脏形态更接近正常组织。HE染色切片同样显示，I/R组心肌细胞排列紊乱、结构损伤严重并伴有大量炎症细胞浸润，而I/R+PD组心肌细胞排列趋于整齐、细胞结构损伤显著减轻，且与假手术组更为接近。心肌梗死面积的定量分析进一步证实，I/R+PD组的梗死面积较I/R组显著减小，差异具有统计学意义。
机制研究层面，Western blot结果显示，I/R组中LC3-II、PINK1及Parkin蛋白的表达水平显著高于假手术组，提示缺血再灌注诱导了线粒体自噬活性的显著增强。而在I/R+PD组中，这三种蛋白的表达水平均显著降低，表明PD能够有效抑制MIRI时异常升高的线粒体自噬活性。JC-1染色结果则从功能维度提供了佐证：I/R组中线粒体膜电位显著下降，表现为绿色荧光增强、红色荧光减弱，即严重的线粒体去极化；而I/R+PD组的红色/绿色荧光比值显著回升，说明线粒体膜电位得到有效恢复，线粒体功能得以改善。这一结果意味着PD通过抑制线粒体去极化、维持线粒体膜的完整性与功能，保护心肌细胞免受MIRI的损伤。
综合上述结果，本研究的逻辑链条清晰：PD通过下调HIF-1α/BNIP3信号通路相关蛋白的表达，减少PINK1/Parkin介导的线粒体自噬活性，从而降低受损线粒体的异常清除、恢复线粒体膜电位及能量代谢功能，最终实现减少心肌梗死面积、改善心功能、减轻心肌损伤标志物释放的保护效应。
本研究揭示了一个新的保护机制：PD通过调控HIF-1α/BNIP3信号通路减少线粒体自噬，从而在MIRI模型中发挥显著的心脏保护作用。这一发现不仅为缺血性心脏病的治疗提供了新的分子策略，也为传统中药活性成分在现代医学中的转化应用开辟了新的路径。在临床应用价值方面，研究提示PD有潜力成为改善缺血再灌注后心功能的治疗药物，通过减少心肌梗死面积、保护心肌细胞结构完整性来改善患者预后。
本研究的亮点可概括为三个方面。其一，首次在MIRI模型中系统阐明了PD对线粒体自噬的调控作用，填补了PD在MIRI中线粒体保护机制方面的知识空白。其二，从生化指标、心功能、组织形态学到分子蛋白表达的多个层次，通过多维度的证据链完整呈现了PD的心脏保护效应，研究方法较为系统全面。其三，将HIF-1α/BNIP3信号通路与PINK1/Parkin介导的线粒体自噬机制相串联，为理解MIRI的分子调控网络提供了新的见解。
作者也在讨论部分坦承本研究存在若干局限。研究仅涉及体内动物实验，缺乏体外细胞层面的线粒体自噬机制实验以提供更为直接的证据；机制探索主要聚焦于HIF-1α/BNIP3这一条通路，而心肌损伤还涉及众多其他信号通路的参与；此外，尚需在大型动物或临床环境中开展转化研究以评估PD在人体中的应用价值，以及系统评估其药代动力学特征和安全性。未来的研究还需进一步探索PD在其他心血管疾病中的应用潜力及其具体的分子作用靶点。