鸢尾素通过ADRA1A-AMPK信号通路调控心肌细胞能量代谢重塑的作用机制研究

　　本研究针对慢性心力衰竭（CHF）中能量代谢异常的核心问题，通过构建缺氧心肌细胞模型和小鼠CHF模型，首次揭示运动激素鸢尾素（Irisin）通过激活ADRA1A-AMPK-PGC-1α通路，改善线粒体功能并逆转脂肪酸/葡萄糖代谢失衡，为代谢性心脏病治疗提供新靶点。研究采用CCK-8、JC-1膜电位检测等关键技术，证实20 ng/mL Irisin可提升ATP产量47%（P<0.001），显著改善心脏射血分数（P<0.01），成果发表于《European Journal of Medical Research》。

　　

心脏作为人体耗能最大的器官，其能量代谢失衡是心力衰竭发展的关键推手。正常情况下，心肌细胞60-90%的能量来自脂肪酸氧化，但当缺氧来袭，这个精密的代谢机器就会"罢工"——线粒体结构崩塌、ATP合成锐减，最终导致心肌细胞成批凋亡。更棘手的是，临床发现慢性心衰患者血清中一种名为鸢尾素（Irisin）的运动激素水平普遍偏低，这种由骨骼肌分泌的激素原本在肥胖和糖尿病治疗中崭露头角，但它能否拯救"饥饿"的心肌细胞？这成为天津大学医学工程与转化医学研究院团队亟待破解的科学谜题。

研究人员构建了双重证据链：体外采用1%氧浓度处理HL-1心肌细胞模拟缺氧，体内通过主动脉缩窄术制作小鼠心衰模型。关键技术包括：CCK-8法确定20 ng/mL为Irisin最佳干预浓度；JC-1荧光探针监测线粒体膜电位；小动物超声评估心功能；透射电镜观察线粒体超微结构。

Irisin对缺氧心肌细胞的保护作用

通过乳酸检测验证缺氧模型成功建立（P<0.01）后，发现20 ng/mL Irisin使缺氧心肌细胞存活率提升1.8倍（P<0.001）。当加入AMPK抑制剂Compound C后，这种保护效应被抵消，提示AMPK通路的关键作用。

Irisin调控能量代谢的分子机制

缺氧使脂肪酸氧化关键酶CPT-1和葡萄糖转运蛋白GLUT4表达量骤降50%，而Irisin干预后这些指标均恢复至正常水平（P<0.05）。Western blot显示Irisin能显著上调ADRA1A受体表达，使AMPK磷酸化水平增加2.1倍（P<0.001），如同为细胞装上了"代谢开关"。

动物实验验证治疗效果

心衰小鼠经4周Irisin治疗后：

• 心脏射血分数从35%提升至52%（P<0.01）

• 心肌ATP含量恢复至正常的82%

• 透射电镜显示线粒体嵴结构从断裂变为完整

• TUNEL染色显示凋亡细胞减少67%

值得注意的是，虽然阳性对照药曲美他嗪（Trimetazidine）在改善ATP产量方面略胜一筹，但Irisin展现出独特的"多靶点调控"优势——不仅能优化能量底物利用，还能促进线粒体生物合成。

这项研究首次阐明Irisin通过ADRA1A-AMPK轴重塑心肌能量代谢的完整机制，为代谢性心脏病提供了全新的"运动模拟疗法"思路。临床转化前景广阔：一方面，Irisin可开发为心衰辅助治疗药物；另一方面，ADRA1A受体可能成为精准医疗的新靶点。未来研究可进一步探索Irisin与现有代谢调节剂的联合应用方案，或将为千万心衰患者带来福音。