Br J Pharmacol I ACY1成為心衰干預新靶點：黃芪皂苷II的心臟保護作用！

2026年4月1日，中國藥科大學中藥學院/中藥評價與轉化研究江蘇省重點實驗室李芳、高清、寇俊萍團隊聯合上海中醫藥大學中藥研究所等，在British Journal of Pharmacology（中科院2區，IF=7.7）發表題為 “Astragaloside II alleviates cardiac hypertrophy by targeting aminoacylase-1: a novel mechanism via the β-catenin/transcription factor 4/ubiquitin C-terminal hydrolase L1 axis” 的研究論文。該研究聚焦心力衰竭進展中的關鍵病理環節——心肌肥厚，發現黃芪來源活性成分黃芪皂苷II（Astragaloside II，AS-II）可作為氨基酰化酶-1（Aminoacylase-1，ACY1）的新型激活劑，通過調控 ACY1 介導的 β-catenin/TCF4/UCHL1 信號軸，改善線粒體功能并抑制壓力負荷誘導的心肌肥厚，為心力衰竭防治提供了新的天然產物干預策略。

▼編者按:

心力衰竭是一類由多種病因引起的慢性進展性綜合征，其重要病理基礎包括心肌重構、心肌肥厚和心肌纖維化。病理性心肌肥厚常由持續壓力負荷誘導，表現為心肌細胞異常增大、心室質量增加和心功能下降，最終可能推動心臟由代償狀態走向失代償。已有研究提示，ACY1在心肌纖維化和心衰進展中具有保護作用，但針對ACY1的有效激活劑仍有待發現。

本研究首先從臨床常用中藥復方芪參益氣中篩選潛在ACY1激活成分。通過分子對接、表面等離子共振、微量熱泳動和熱穩定性實驗，研究團隊發現黃芪皂苷II能夠與ACY1直接結合，并顯著增強ACY1酶活性，提示其可能是一個具有較高親和力的新型ACY1激活劑。

在體內實驗中，研究團隊采用主動脈縮窄術建立壓力負荷誘導的心肌肥厚模型。結果顯示，黃芪皂苷II能夠改善小鼠心臟收縮功能，降低心肌損傷相關指標，減輕心肌細胞肥大、心臟擴大和膠原沉積，說明其對壓力負荷誘導的心肌重構具有明顯保護作用。進一步在血管緊張素II誘導的新生大鼠心肌細胞肥大模型中，黃芪皂苷II同樣能夠抑制心肌細胞面積增大，并下調心肌肥厚相關標志物表達。

機制上，轉錄組學分析提示，黃芪皂苷II的保護作用與Wnt/β-catenin信號通路和氧化磷酸化過程密切相關。進一步實驗發現，黃芪皂苷II可促進ACY1表達，抑制β-catenin磷酸化及其核轉位，進而減少轉錄因子TCF4對心肌肥厚相關基因UCHL1的轉錄激活。同時，黃芪皂苷II還能提高線粒體膜電位，增強線粒體呼吸功能，減少異常糖酵解依賴，從而改善心肌細胞能量代謝狀態。

為驗證ACY1在其中的關鍵作用，研究團隊進一步進行了ACY1抑制、ACY1敲低及心臟特異性ACY1過表達實驗。結果表明，當ACY1被抑制或敲低時，黃芪皂苷II對心肌肥厚、心功能損傷和線粒體功能障礙的改善作用明顯減弱；而心臟特異性過表達ACY1本身即可顯著緩解壓力負荷誘導的心肌肥厚，且再聯合黃芪皂苷II并未產生額外增強效應。這些結果共同證明，黃芪皂苷II發揮抗心肌肥厚作用高度依賴ACY1。

綜上，該研究首次揭示了黃芪皂苷II靶向激活ACY1、進而調控 β-catenin/TCF4/UCHL1 信號軸并改善線粒體功能的抗心肌肥厚機制。該發現不僅拓展了黃芪皂苷II的心血管藥理作用，也為從中藥復方活性成分中發現心衰干預候選分子提供了新的研究范式。

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【摘要】

背景與目的

氨基酰化酶-1（ACY1）通路已成為減輕心力衰竭中心肌纖維化的一種策略。本研究鑒定出黃芪皂苷II（AS-II）是 ACY1 的強效激活劑，并進一步探討其在心肌肥厚中的作用機制。

實驗方法

研究采用分子對接和表面等離子體共振（SPR）實驗，從芪參益氣滴丸來源成分中篩選 ACY1 激活劑。通過主動脈橫向縮窄（TAC）誘導心肌肥厚，并檢測超聲心動圖、組織病理學和血清生化指標。隨后結合轉錄組學和 ACY1 siRNA 探索下游機制。研究還以血管緊張素II處理新生大鼠心室肌細胞，建立體外心肌細胞肥大模型，并評估肥厚標志物表達和線粒體功能。通過心臟 ACY1 過表達與抑制，進一步考察血管緊張素II調控 ACY1 介導通路的作用。

主要結果

經虛擬篩選并結合實驗驗證，AS-II 被鑒定為 ACY1 的強效激活劑，對人源 ACY1 表現出較高結合親和力。體內研究顯示，AS-II 顯著改善心功能，并減輕壓力超負荷誘導的心肌肥厚。AS-II 增強血管緊張素II損傷心肌細胞的線粒體呼吸，并抑制細胞肥大。AS-II 抑制 β-catenin 的核轉位及磷酸化，從而抑制轉錄因子4（TCF4）介導的肥厚相關基因 UCHL1 的轉錄激活。抑制 ACY1 會消除 AS-II 的心臟保護作用，證實其作用依賴于 ACY1。

結論與意義

AS-II 是一種新的 ACY1 激活劑，可有效減輕心肌肥厚。本研究為心力衰竭的預防和治療提供了新的思路。

關鍵詞

氨基酰化酶-1；黃芪皂苷II；心肌肥厚；心力衰竭；TCF4；泛素羧基末端水解酶L1。

01

研究背景及科學問題

心力衰竭（HF）是一種多因素、進行性慢性綜合征，其特征為心功能持續惡化、發病率高且死亡率顯著。心力衰竭的病因包括多種病理狀態，如心肌病、高血壓、冠狀動脈疾病以及抗癌藥物誘導的心臟毒性。心力衰竭進展的重要病理特征是心肌重構，主要包括心肌肥厚和纖維化。病理性心肌肥厚是機體對持續壓力超負荷產生的不適應性反應，可導致心肌細胞異常增大和心室質量增加，最終造成心臟功能受損、慢性心室功能障礙，并增加致死性心律失常或心源性猝死風險。因此，以抑制病理性肥厚為目標的治療策略，有望改善心輸出量、延緩向顯性心力衰竭的轉變，并提高臨床預后。

氨基酰化酶-1（ACY1）是氨基酰化酶家族中表達最廣泛的成員，在蛋白質降解過程中的氨基酸脫酰化中發揮關鍵作用，并與多種人類疾病相關。其主要功能是催化 N-乙酰化肽的水解，尤其是來源于中性脂肪族氨基酸的底物，從而釋放游離氨基酸，促進蛋白質合成與周轉。ACY1 突變可導致先天性代謝障礙。雖然 ACY1 在腦組織中的表達相對低于其他組織，但 ACY1 缺乏與明顯的神經和發育異常有關，包括運動遲緩、生長發育遲緩和肌張力低下。從機制上看，ACY1 功能喪失會導致 N-乙酰谷氨酸和 N-乙酰甲硫氨酸積累，進而破壞線粒體穩態。此外，有研究發現 ACY1 是抵抗心肌纖維化和心力衰竭的關鍵保護性酶。抑制 ACY1 會加重心功能障礙、病理損傷和膠原沉積；相反，ACY1 過表達可抑制心臟成纖維細胞中的 TGFβ1/Smad3 信號通路，從而減輕冠狀動脈結扎誘導的心肌纖維化。這些發現提示 ACY1 是預防和治療心力衰竭的潛在治療靶點，但目前仍缺乏新的 ACY1 激活劑。

芪參益氣（QSYQ）是一種中藥復方，由黃芪、丹參、三七和降香提取物組成，質量比為 10:5:1:0.067。該制劑于 2003 年獲國家藥品監督管理局批準，并已廣泛用于心臟疾病的臨床治療。已有研究表明，QSYQ 可抑制 RAAS 系統激活、抑制心肌纖維化并改善心肌重構。該復方富含多種植物化學成分，包括皂苷、黃酮、酚酸和揮發油，因此具有多重藥理活性。黃芪皂苷II（AS-II）是來源于黃芪的一種主要皂苷成分，已被報道可減輕鏈脲佐菌素誘導糖尿病大鼠的足細胞損傷和線粒體功能障礙。此外，AS-II 還可通過 MAPK/NRF2/GPX4 軸抑制鐵死亡，從而減輕 PM2.5 誘導的肺損傷，并可通過 mTORC1/GSK3β 信號通路保護慢性阻塞性肺疾病中的肺損傷。然而，AS-II 對心力衰竭中壓力超負荷誘導心肌肥厚的潛在作用，尤其是其與 ACY1 信號通路的相互關系，仍未得到闡明。本研究首先鑒定 AS-II 是 ACY1 的高親和力配體；隨后，采用體內和體外模型系統評價 AS-II 對壓力超負荷誘導心肌肥厚的治療作用，并闡明其涉及 ACY1 介導調控網絡的潛在機制。

研究要點

已知內容：ACY1 是心力衰竭進展中心肌纖維化的重要調節因子；AS-II 是臨床驗證復方芪參益氣中的關鍵成分，但其在心肌肥厚中的作用尚不明確。

本研究新增內容：AS-II 通過靶向 ACY1 改善壓力超負荷誘導的心肌肥厚；AS-II 調控 ACY1 介導的 β-catenin/TCF4/UCHL1 通路，從而抑制心肌肥厚。

臨床意義：AS-II 是一種新的 ACY1 激活劑，可緩解心力衰竭中的心肌肥厚。

02

重要發現及亮點

3.1 AS-II 被篩選為一種可結合并激活 ACY1 的新型激活劑

為鑒定潛在的 ACY1 激活劑，研究者對芪參益氣中生物活性成分進行基于分子對接的虛擬篩選。芪參益氣是臨床用于慢性心力衰竭的有效中藥復方。結果顯示，黃芪皂苷II（AS-II）與 ACY1 具有較強結合親和力，其結合自由能為 -9.3 kcal·mol?1（圖1a和圖S2）。進一步分析預測結合相互作用顯示，AS-II 可能與 ACY1 的多個氨基酸殘基形成特異性氫鍵和疏水相互作用，包括 VAL-357、ARG-191、ARG-168、ARG-173、ALA-169、THR-71 和 LEU-404（圖1b、c）。隨后，表面等離子體共振進一步證實其高親和力，平衡解離常數（Kd）為 0.43 μM，在初篩候選化合物中位居前列（圖1d和圖S3）。此外，研究者檢測了表面等離子體共振結果中排名前五化合物的相對 ACY1 酶活性，發現 AS-II 可顯著增強 ACY1 酶活性（圖1e）。與上述結果一致，微量熱泳動實驗驗證了 AS-II 與 ACY1 的直接結合（圖1f），體外熱位移實驗也顯示，與 DMSO 對照相比，AS-II 可提高 ACY1 的熱穩定性（圖1g）。這些結果共同表明，AS-II 能夠在體外直接結合并激活 ACY1 活性。

圖1 AS-II 被篩選為一種可結合并激活 ACY1 的新型激活劑。（a）ACY1 與芪參益氣不同化合物之間相互作用力的結合能。（b）AS-II 與 ACY1 蛋白的結合模式。（c）AS-II 與 ACY1 蛋白的結合位點。（d）表面等離子體共振實驗檢測 AS-II 處理 ACY1 后的 Kd 值。（e）化合物（1、10 μM）處理后的相對 ACY1 酶活性。數據表示為均值 ± SD，n = 6。（f）微量熱泳動實驗檢測 AS-II 與 ACY1 的相互作用。（g）細胞熱位移實驗檢測 AS-II 處理心肌細胞中 ACY1 的熱穩定性。*P < 0.05。

3.2 AS-II 改善 TAC 誘導心力衰竭小鼠的心功能并抑制心肌損傷

基于既往研究顯示 ACY1 可通過抑制心肌纖維化發揮心臟保護作用，研究者進一步評估 AS-II 是否也能減輕壓力超負荷誘導心力衰竭中的心肌損傷。超聲心動圖結果顯示，TAC 導致左心室射血分數（LVEF）、左心室短軸縮短率（LVFS）和每搏輸出量受損，而 AS-II 治療可顯著減輕這些損害（圖2a-d）。此外，AS-II 給藥顯著改善 TAC 小鼠的病理性心臟重構，表現為左心室舒張末期后壁厚度（LVPW;d）、左心室舒張末期前壁厚度（LVAW;d）和左心室質量（LV Mass）降低，而對假手術對照小鼠無明顯影響（圖2e-g）。組織病理學分析顯示，AS-II 可減輕 TAC 誘導的結構異常，包括肌絲排列紊亂、胞質空泡化和炎癥浸潤；Masson 三色染色進一步證實其可減少膠原沉積和心臟纖維化（圖2h、i）。同時，AS-II 也可維持內皮完整性，表現為 TAC 心肌組織中 CD31 表達恢復，提示其可能通過血管保護和減弱內皮-間充質轉化發揮作用（圖S4）。與此同時，TAC 小鼠升高的心力衰竭生物標志物 NT-proBNP 和心肌肌鈣蛋白T血清水平，在 AS-II 處理后顯著降低（圖2j、k）。此外，AS-II 治療顯著抑制 Col1a1 和 Col3a1 的 mRNA 表達水平（圖2l、m）。總體而言，這些結果表明，在慢性壓力超負荷條件下，AS-II 可通過維持收縮功能、減輕不良重構以及緩解心肌損傷和纖維化，發揮顯著心臟保護作用。

圖2 AS-II 改善 TAC 誘導心力衰竭小鼠的心功能并減輕心肌損傷。（a）代表性 M 型超聲心動圖（n = 6）。（b）左心室射血分數（LVEF）百分比統計結果（n = 6）。（c）左心室短軸縮短率（LVFS）百分比統計結果（n = 6）。（d）每搏輸出量統計結果（n = 6）。（e）左心室舒張末期后壁厚度（LVPW;d）統計結果（n = 6）。（f）左心室舒張末期前壁厚度（LVAW;d）統計結果（n = 6）。（g）左心室質量（LV Mass）統計結果（n = 6）。（h）心臟組織 HE 和 Masson 染色，比例尺 = 250 μm。（i）相對膠原面積統計分析（n = 5）。（j）血清心肌肌鈣蛋白T（cTn-T）含量（n = 6）。（k）血清 N 末端 B 型利鈉肽前體（NT-proBNP）含量（n = 6）。（l）AS-II 處理后 Col1a1 的 mRNA 水平（n = 5）。（m）AS-II 處理后 Col3a1 的 mRNA 水平（n = 5）。數值為均值 ± SD。 < 0.05，相對于 Sham 組；*P < 0.05，相對于 TAC 組。

3.3 AS-II 減輕壓力超負荷誘導的心肌肥厚

研究者隨后在小鼠 TAC 模型中評價 AS-II 對壓力超負荷誘導心肌肥厚的治療效果。AS-II 給藥顯著改善 TAC 誘導的心臟增大（圖3a）。與此一致，AS-II 顯著降低心重/脛骨長度（HW/TL）比值和心重/體重（HW/BW）比值（圖3b、c）。此外，通過小麥胚芽凝集素染色觀察心臟切片，AS-II 顯著減少心肌細胞橫截面積（圖3d、e）。Western blot 和 qRT-PCR 分析進一步顯示，在 TAC 誘導的肥厚心臟中，AS-II 明顯抑制肥厚相關標志物表達，包括 Nppa、Nppb、Myh7（肌球蛋白-7基因）mRNA（圖3f），以及 Uchl1 mRNA 和 β-MHC（肌球蛋白-7蛋白）（圖3g、h）。此外，在新生大鼠心肌細胞（NRCMs）中，AS-II 顯著抑制 Ang II 誘導的心肌細胞增大，并抑制 Nppa、Nppb 和 Myh7 mRNA 表達上調（圖3i-k），同時也抑制 Uchl1 mRNA 表達（圖3l）。這些數據表明，AS-II 作為一種新型 ACY1 激活劑，具有強效抗肥厚作用，為病理性心臟重構提供了潛在治療策略。

圖3 AS-II 減輕壓力超負荷誘導的心肌肥厚。（a）完整心臟大體外觀代表圖（n = 6）。（b）心重/脛骨長度（HW/TL）比值（n = 6）。（c）心重/體重（HW/BW）比值（n = 6）。（d）小麥胚芽凝集素染色的心臟橫切面代表圖（n = 5），比例尺 = 50 μm。（e）小麥胚芽凝集素染色小鼠心臟的統計結果（n = 5）。（f）TAC 手術后小鼠 Nppa、Nppb 和 Myh7 的 mRNA 水平（n = 6）。（g）TAC 手術后小鼠 Uchl1 的 mRNA 水平（n = 6）。（h）β-MHC 表達的 Western blot 圖像及統計分析（n = 5）。（i）鬼筆環肽染色的新生大鼠心肌細胞形態代表圖（n = 5）。（j）鬼筆環肽染色 NRCMs 的統計結果（n = 5），比例尺 = 20 μm。（k）NRCMs 中 Nppa、Nppb 和 Myh7 的 mRNA 水平（n = 6）。（l）NRCMs 中 Uchl1 的 mRNA 水平（n = 6）。結果表示為均值 ± SD。 < 0.05，相對于 Sham 或 Control 組；*P < 0.05，相對于 TAC 或 Ang II 組。

3.4 AS-II 通過激活 ACY1 并繼而抑制 β-catenin/TCF4 通路改善心臟線粒體功能

如圖4a-d所示，AS-II 處理顯著增強 Ang II 誘導心肌細胞和 TAC 心肌組織中 ACY1 的蛋白及 mRNA 表達。轉錄組學分析顯示，差異表達基因主要富集于 Wnt/β-catenin 信號通路和氧化磷酸化（圖4e、f），提示這些通路可能參與 AS-II 的心臟保護機制。進一步研究證實，AS-II 顯著減輕壓力超負荷誘導的心肌組織超微結構損傷，表現為線粒體形態改善和線粒體數量增加（圖4g）。與轉錄組數據一致，AS-II 有效抑制 β-catenin 的磷酸化及其后續核轉位（圖4h），并同時抑制其下游效應因子 TCF4 的表達和核定位（圖4i）。

此外，AS-II 治療對線粒體生理功能顯示出顯著獲益。AS-II 可顯著提高線粒體膜電位（圖4j、k）。Seahorse XF 分析進一步顯示，AS-II 改善 Ang II 誘導 NRCMs 的線粒體呼吸功能。具體而言，AS-II 降低基礎狀態和最大狀態下的糖酵解水平（圖4l-n），同時增強線粒體呼吸的關鍵參數，包括基礎呼吸、最大呼吸和 ATP 生成（圖4o-r）。與這些功能改善相一致，對線粒體特異性機制的進一步研究顯示，AS-II 抑制過量線粒體活性氧（mtROS）生成，而 mtROS 是氧化損傷的重要驅動因素（圖S5a、b）。此外，AS-II 還通過增強線粒體融合（圖S5c、d）并減弱病理性分裂（圖S5e、f），促進線粒體動力學向更有利方向轉變，從而維持更加健康且功能更佳的線粒體網絡。綜合來看，這些發現提示 AS-II 通過上調 ACY1 表達、抑制 β-catenin/TCF4 通路，并進一步增強線粒體功能而發揮心臟保護作用。

圖4 AS-II 通過激活 ACY1 并繼而抑制 β-catenin/TCF4 通路改善心臟線粒體功能。（a）NRCMs 中 ACY1 的蛋白表達（n = 5）。（b）NRCMs 中 ACY1 的 mRNA 水平（n = 6）。（c）心臟中 ACY1 的蛋白表達（n = 5）。（d）心臟中 ACY1 的 mRNA 水平（n = 6）。（e）KEGG 分析氣泡圖顯示差異基因富集的主要通路。（f）心臟組織差異表達基因聚類熱圖。（g）電子顯微鏡超微結構分析。（h）NRCMs 中 p-β-catenin/β-catenin 蛋白水平（n = 5）。（i）NRCMs 中 TCF4 蛋白水平（n = 5）。（j）JC-1 實驗檢測線粒體膜電位及代表性免疫熒光圖像（n = 5），比例尺 = 20 μm。（k）線粒體膜電位統計結果。（l）細胞外酸化率（ECAR）。（m）糖酵解 ECAR 統計分析（n = 6）。（n）糖酵解能力 ECAR 統計分析（n = 6）。（o）線粒體氧消耗率（OCR）。（p）基礎 OCR 統計分析（n = 6）。（q）應激 OCR 統計分析（n = 6）。（r）ATP 生成統計分析（n = 6）。數據表示為均值 ± SD。 < 0.05，相對于 Sham 或 Control 組；*P < 0.05，相對于 TAC 或 Ang II 組。

3.5 ACY1 抑制劑削弱 AS-II 對壓力超負荷誘導心肌肥厚的保護作用

為進一步闡明 AS-II 是否通過 ACY1 改善心肌肥厚，研究者在使用 MTBM 抑制 ACY1 后，考察其在 TAC 誘導心肌肥厚中的作用。TAC 手術后經 2 周 AS-II 治療，AS-II 改善心臟收縮功能的療效在 ACY1 被抑制后明顯下降，這一作用由左心室射血分數（LV EF）和左心室短軸縮短率（LV FS）的變化所反映（圖5a-c）。同時，AS-II 對心臟重構參數的抑制作用也顯著減弱，包括左心室舒張末期內徑（LVID;d）、左心室舒張期容積（LV Vol;d）、左心室舒張末期后壁厚度（LVPW;d）和左心室質量（LV Mass）（圖5d-g）。此外，HE 和 Masson 染色結果顯示，抑制 ACY1 明顯削弱 AS-II 對壓力超負荷誘導心肌組織損傷和纖維化的保護作用（圖5h-j）。這一結果還得到循環心臟損傷標志物的支持：AS-II 介導的心肌肌鈣蛋白T（cTn-T）和 N 末端 B 型利鈉肽前體（NT-proBNP）水平下降，在 ACY1 抑制后顯著逆轉（圖5k、l）。

此外，MTBM 聯合處理顯著抑制 AS-II 的抗肥厚作用（圖5m）。當 ACY1 被抑制時，AS-II 對心重/脛骨長度比值和心重/體重比值（圖5n、o）、壓力超負荷誘導心肌細胞橫截面積（圖5p、q）以及經典肥厚標志物 Nppa、Nppb 和 Myh7 mRNA 表達（圖5r-t）的抑制作用均顯著減弱。上述結果表明，ACY1 抑制劑 MTBM 可削弱 AS-II 對壓力超負荷誘導心肌肥厚和功能障礙的保護作用。

圖5 ACY1 抑制劑削弱 AS-II 對壓力超負荷誘導心肌肥厚的保護作用。（a）典型 M 型超聲心動圖。（b）左心室射血分數（LVEF）百分比統計結果（n = 6）。（c）左心室短軸縮短率（LVFS）百分比統計結果（n = 6）。（d）左心室舒張末期內徑（LVID;d）統計結果（n = 6）。（e）左心室舒張期容積（LV Vol;d）統計結果（n = 6）。（f）左心室舒張末期后壁厚度（LVPW;d）統計結果（n = 6）。（g）左心室質量（LV Mass）統計結果（n = 6）。（h）心臟組織 HE 和 Masson 染色，比例尺 = 250 μm。（i）HE 評分統計分析（n = 5）。（j）相對膠原面積統計分析（n = 5）。（k）血清心肌肌鈣蛋白T（cTn-T）含量（n = 6）。（l）血清 N 末端 B 型利鈉肽前體（NT-proBNP）含量（n = 6）。（m）完整心臟大體外觀代表圖（n = 6）。（n）心重/脛骨長度（HW/TL）比值（n = 6）。（o）心重/體重（HW/BW）比值（n = 6）。（p）小麥胚芽凝集素染色的心臟橫切面（n = 5），比例尺 = 50 μm。（q）小麥胚芽凝集素染色小鼠心臟的統計結果（n = 5）。（r）TAC 手術后小鼠 Nppb 的 mRNA 水平（n = 6）。（s）TAC 手術后小鼠 Nppa 的 mRNA 水平（n = 6）。（t）TAC 手術后小鼠 Myh7 的 mRNA 水平（n = 6）。數據表示為均值 ± SD。*P < 0.05，相對于 TAC 組。

3.6 心臟特異性 ACY1 過表達顯著削弱 AS-II 對 TAC 誘導心肌肥厚的心臟保護增益

基于上述發現，研究者進一步通過構建編碼 ACY1 的 9 型腺相關病毒（AAV9-cTnT-ACY1），建立心臟特異性 ACY1 過表達小鼠模型，以研究 ACY1 的特異性作用（圖S6）。單獨心臟特異性過表達 ACY1 即可顯著減輕壓力超負荷誘導的心肌肥厚，表現為心重/脛骨長度和心重/體重比值降低（圖6a-c）。同時，血清心肌肌鈣蛋白T水平顯著下降，提示心肌損傷減輕（圖6d）。組織病理學分析進一步證實了其心臟保護作用：HE 染色顯示心肌細胞增大減輕，Masson 三色染色顯示心肌纖維化減少，小麥胚芽凝集素染色則表明心肌細胞橫截面積降低（圖6e-i）。

超聲心動圖評估顯示，ACY1 過表達后心功能顯著改善，表現為左心室射血分數（LV EF）和左心室短軸縮短率（LV FS）升高，同時左心室質量（LV Mass）、左心室舒張期容積（LV Vol;d）和左心室舒張末期內徑（LVID;d）降低（圖6j-o）。值得注意的是，在 ACY1 過表達的基礎上同時給予 AS-II，并未在功能或結構參數上進一步增強這些心臟保護作用。此外，ACY1 過表達顯著改善心肌超微結構異常，增加線粒體數量和長度（圖6p-r），并抑制肥厚標志物 Nppa、Nppb、MYH7 以及 Uchl1 的 mRNA 表達（圖6s、t）。同樣，加入 AS-II 治療并未在這些分子和細胞改善基礎上產生額外有益作用。綜上，這些結果表明，AS-II 以 ACY1 依賴性方式減輕壓力超負荷誘導的心肌肥厚。

圖6 心臟特異性 ACY1 過表達顯著削弱 AS-II 對 TAC 誘導心肌肥厚的心臟保護增益。（a）完整心臟大體外觀代表圖（n = 6）。（b）心重/脛骨長度（HW/TL）比值（n = 6）。（c）心重/體重（HW/BW）比值（n = 6）。（d）TAC 手術小鼠血清心肌肌鈣蛋白T（cTn-T）含量（n = 6）。（e）HE 染色（比例尺 = 250 μm）和 Masson 染色（比例尺 = 50 μm）的心臟橫切面代表圖。（f）HE 評分統計分析（n = 5）。（g）相對膠原面積統計分析（n = 5）。（h）小麥胚芽凝集素染色的心臟橫切面代表圖（比例尺 = 50 μm）。（i）小麥胚芽凝集素染色小鼠心臟的統計結果（n = 5）。（j）代表性 M 型超聲心動圖。（k）左心室射血分數（LV EF）百分比統計結果（n = 6）。（l）左心室短軸縮短率（LV FS）百分比統計結果（n = 6）。（m）左心室質量（LV Mass）統計結果（n = 6）。（n）左心室舒張期容積（LV Vol;d）統計結果（n = 6）。（o）左心室舒張末期內徑（LVID;d）統計結果（n = 6）。（p）TAC 手術后小鼠代表性透射電鏡分析圖。（q）線粒體數量統計結果（n = 5）。（r）線粒體長度統計結果（n = 5）。（s）TAC 手術后小鼠 Nppa、Nppb 和 Myh7 的 mRNA 水平（n = 6）。（t）TAC 手術后小鼠 UCHL1 的 mRNA 水平（n = 6）。數據表示為均值 ± SD。*P < 0.05，相對于 TAC 組。

3.7 心肌細胞中 ACY1-siRNA 通過 β-catenin/TCF4/UCHL1 通路削弱 AS-II 的抗肥厚作用

為進一步闡明 AS-II 是否通過 ACY1 介導的 β-catenin/TCF4/UCHL1 通路預防心肌肥厚，研究者在 ACY1-siRNA 處理后，考察 AS-II 對 Ang II 誘導 NRCMs 的作用。ACY1-siRNA 處理后，AS-II 降低心肌細胞體積的作用減弱（圖7a、b），其下調 Nppa、Nppb 和 Myh7 mRNA 的作用也受到抑制（圖7c）。此外，在 NRCMs 中敲低 ACY1 后，AS-II 對磷酸化 β-catenin、TCF4 和 UCHL1 表達的調控作用顯著減弱（圖7d-g）。進一步地，心肌細胞中敲低 ACY1 明顯消除了 AS-II 改善線粒體膜電位的作用（圖7h、i）。所有這些結果證實，ACY1 可能是 AS-II 通過 β-catenin/TCF4/UCHL1 通路抑制心肌肥厚的特異性靶點。

圖7 心肌細胞中 ACY1-siRNA 通過 β-catenin/TCF4/UCHL1 通路削弱 AS-II 的抗肥厚作用。（a）鬼筆環肽染色顯示新生大鼠心肌細胞形態的代表圖。（b）肌細胞橫截面積統計結果（n = 5）。（c）NRCMs 中 Nppa、Nppb 和 Myh7 的 mRNA 水平（n = 6）。（d）NRCMs 中 p-β-catenin/β-catenin 蛋白水平（n = 5）。（e）NRCMs 中 TCF4 蛋白水平（n = 5）。（f）NRCMs 中 Uchl1 蛋白水平（n = 5）。（g）NRCMs 中 Uchl1 的 mRNA 水平（n = 6）。（h）JC-1 實驗檢測線粒體膜電位及代表性免疫熒光圖像（n = 5），比例尺 = 20 μm。（i）線粒體膜電位統計結果（n = 5）。結果表示為均值 ± SD。*P < 0.05，相對于 Ang II 組。

【Citation】:Lin Y, Gong S, Lai Q, et al. Astragaloside II alleviates cardiac hypertrophy by targeting aminoacylase-1: a novel mechanism via the β-catenin/transcription factor 4/ubiquitin C-terminal hydrolase L1 axis.Br J Pharmacol. Published online April 1,2026.

【貢獻】★★★★★

綜上，本研究表明 AS-II 是一種新的、強效的 ACY1 激活劑，能夠直接結合并激活 ACY1，從而對壓力超負荷誘導的心肌肥厚和心力衰竭發揮保護作用。從機制上看，AS-II 上調 ACY1 表達，進而抑制 β-catenin/TCF4 信號通路及其下游靶標 Uchl1，改善線粒體功能，并減輕不良心臟重構。本研究不僅鑒定出 AS-II 是病理性心肌肥厚的潛在治療候選物，也提示 ACY1 可能成為慢性心力衰竭治療中的潛在藥物靶點（圖8）。

圖8

AS-II 通過靶向 ACY1，抑制 β-catenin/TCF4/UCHL1 通路，從而緩解壓力超負荷誘導的心肌肥厚。

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