Chin Med I 中药复方如何保护心脏？小柴胡汤通过“肠–心轴”调控铁死亡，改善多柔比星诱导的心脏毒性

多柔比星（doxorubicin，DOX）是一种临床广泛应用的蒽环类抗肿瘤药物，在多种实体瘤及血液系统恶性肿瘤的治疗中发挥重要作用。然而，其累积剂量依赖性的心脏毒性可导致心肌损伤、心肌纤维化及心功能障碍，严重时甚至进展为不可逆性心肌病和心力衰竭。既往研究发现，多柔比星诱导的心脏毒性涉及氧化应激、线粒体功能障碍、钙稳态紊乱及多种程序性细胞死亡。其中，铁死亡（ferroptosis）作为一种以铁依赖性脂质过氧化积累为主要特征的调节性细胞死亡方式，其发生与铁离子蓄积、谷胱甘肽（GSH）耗竭及谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）抗氧化防御受损密切相关，已成为心肌损伤干预的重要研究方向。

近年来，肠道菌群–心脏轴（gut–heart axis）逐渐成为心血管疾病研究的新热点。肠道菌群不仅参与宿主代谢和免疫稳态，还能够通过调节肠道屏障完整性、微生物来源代谢物及系统性炎症反应影响远端器官功能。其中，Akkermansia muciniphila（Akkermansia muciniphila，AKK）是一种具有潜在代谢调节和肠道屏障保护作用的肠道共生菌，其是否能够通过肠–心信号调控心肌铁稳态及铁死亡，尚缺乏充分研究。此外，骨形态发生蛋白10（bone morphogenetic protein 10，BMP10）近期被发现与心肌铁稳态维持密切相关，但其是否参与肠道菌群介导的心肌抗铁死亡作用仍不明确。因此，阐明肠道菌群是否能够通过BMP10相关信号调控心肌铁死亡，并探索以肠道微生态为靶点的心脏保护策略，具有重要的研究价值。

2026年，来自南昌大学江西医学院等机构的Feixiang Zhai、Linxuan Tao、Yunpu Xia、Qian He、Hui Lin及Dan Liu研究团队在国际学术期刊《Chinese Medicine》（2026，21：240,IF=7.4，中科院2区）发表题为“Xiao Chai Hu Decoction ameliorates doxorubicin-induced cardiotoxicity through an Akkermansia muciniphila-associated gut–heart mechanism”的研究论文（DOI：10.1186/s13020-026-01531-9）。Feixiang Zhai为第一作者，Dan Liu为通讯作者。研究以经典中药复方小柴胡汤（Xiao Chai Hu Decoction，XCHD）为研究对象，结合多柔比星诱导的小鼠心脏毒性模型、心肌转录组学、肠道16S rRNA测序、抗生素介导的肠道菌群清除、粪菌移植（FMT）、候选菌株补充及细胞基因敲低实验，系统探索小柴胡汤通过肠道菌群调控心肌铁死亡的潜在机制。

本研究发现，小柴胡汤能够显著改善多柔比星诱导的小鼠心功能障碍，减轻心肌组织损伤及纤维化，并改善铁蓄积、脂质过氧化和谷胱甘肽氧化还原失衡等铁死亡相关改变。机制研究发现，小柴胡汤能够改善肠道黏膜结构，恢复紧密连接蛋白ZO-1、Occludin及Claudin-5的表达，并显著富集肠道共生菌AKK。进一步通过抗生素清除肠道菌群发现，肠道菌群耗竭能够消除小柴胡汤的心脏保护作用；而将小柴胡汤干预小鼠的粪菌移植至受体小鼠，则能够部分重现其心脏保护及抗铁死亡相关效应。值得关注的是，单独补充活菌AKK也能够改善多柔比星诱导的心功能障碍、心肌纤维化及铁死亡相关改变，且活菌的保护作用优于热灭活菌。

在分子机制层面，心肌转录组学筛选发现BMP10是小柴胡汤干预后显著恢复的候选关键分子。进一步研究发现，小柴胡汤能够恢复心肌BMP10及GPX4表达，并降低促铁死亡相关分子PTGS2的表达。细胞实验进一步表明，BMP10敲低能够削弱小柴胡汤含药血清对脂质过氧化、铁离子蓄积及氧化还原失衡的改善作用，提示BMP10参与其抗铁死亡效应。综上，本研究提出了小柴胡汤通过重塑肠道菌群、富集AKK、改善肠道屏障，并伴随心肌BMP10表达恢复及铁死亡相关损伤减轻的肠–心调控机制，为理解中药复方的远端器官保护作用及探索肠道微生态干预多柔比星心脏毒性提供了新的研究思路。

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【摘 要】

本研究旨在探讨小柴胡汤（Xiao Chai Hu Decoction，XCHD）对多柔比星（doxorubicin，DOX）诱导心脏毒性的保护作用及其潜在肠道菌群–心脏轴机制。研究采用多柔比星诱导的小鼠慢性心脏毒性模型，结合心脏转录组学、肠道16S rRNA测序、抗生素介导的肠道菌群清除、粪菌移植（FMT）及候选菌株补充实验，系统评价小柴胡汤的心脏保护作用，并通过H9c2细胞BMP10敲低实验探讨其下游分子机制。结果显示，小柴胡汤能够改善小鼠心功能，减轻心肌损伤及纤维化，并降低心肌铁蓄积和脂质过氧化水平，改善谷胱甘肽氧化还原平衡。机制研究发现，小柴胡汤能够改善肠道屏障完整性，重塑肠道菌群组成，并显著富集阿克曼菌（Akkermansia muciniphila，AKK）。进一步研究发现，抗生素清除肠道菌群后，小柴胡汤的心脏保护作用明显消失，而FMT能够将部分保护表型转移至受体小鼠；单独补充活菌AKK也能够重现其部分心脏保护及抗铁死亡相关作用，且效果优于热灭活菌。心脏转录组分析进一步筛选出骨形态发生蛋白10（BMP10）这一候选关键分子，细胞实验表明，敲低BMP10能够削弱小柴胡汤含药血清对铁死亡相关损伤的改善作用。综上，本研究揭示了小柴胡汤通过重塑肠道菌群、富集AKK及调节心肌BMP10相关信号，减轻多柔比星诱导的铁死亡相关心肌损伤的潜在机制，为基于肠道微生态干预的药物性心脏损伤防治提供了新的研究思路。

01

研究背景及科学问题

多柔比星（doxorubicin，DOX）诱导的心脏毒性（doxorubicin-induced cardiotoxicity，DIC）是限制蒽环类化疗药物临床应用的重要因素。长期或累积使用DOX可引起剂量依赖性的心肌损伤，严重时可进展为不可逆性心肌病及心力衰竭。既往研究发现，DIC的发生涉及氧化应激、钙稳态紊乱、线粒体功能障碍及多种程序性细胞死亡。其中，铁死亡（ferroptosis）是一种以铁依赖性脂质过氧化积累为主要特征的调节性细胞死亡方式。DOX可通过扰乱心肌铁稳态、抑制谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）活性及促进脂质过氧化，诱导心肌细胞铁死亡。因此，靶向铁死亡及维持心肌铁稳态已成为防治DIC的重要研究方向。

近年来，肠道菌群–心脏轴（gut–heart axis）逐渐成为心血管疾病研究的新方向。研究发现，DOX不仅能够直接损伤心肌，还可能破坏肠道屏障完整性及肠道微生态稳态，促进全身炎症反应和代谢紊乱，进而加重心脏损伤。然而，既往中药干预DIC的研究主要集中于心肌细胞内在信号通路，如Nrf2/HO-1、PI3K/Akt及NF-κB等，对肠道菌群介导的系统性宿主反应关注相对不足。

小柴胡汤（Xiao Chai Hu Decoction，XCHD）是经典中药复方，具有抗炎、抗氧化及免疫调节作用，既往研究提示其能够调节肠道菌群及改善心肌损伤。其中，阿克曼菌（Akkermansia muciniphila，AKK）能够维持肠道屏障完整性，并参与宿主炎症及代谢稳态调节。此外，骨形态发生蛋白10（bone morphogenetic protein 10，BMP10）不仅参与心脏发育，近期研究还发现其与成年心肌铁稳态密切相关，BMP10缺乏可能促进心脏铁蓄积。

然而，小柴胡汤能否通过重塑肠道菌群、富集AKK，进一步调节心肌BMP10表达及铁稳态，从而抑制铁死亡并改善DOX诱导的心脏毒性，目前尚不明确。因此，研究团队结合心脏转录组学、肠道16S rRNA测序、抗生素清除、粪菌移植（FMT）、AKK补充及BMP10敲低实验，系统探索小柴胡汤发挥心脏保护作用的肠–心轴机制。

科学问题

1.小柴胡汤是否能够改善DOX诱导的心脏毒性及心肌铁死亡？能否改善心脏收缩功能、减轻心肌组织损伤和纤维化，并通过调节铁蓄积、脂质过氧化及GPX4表达抑制铁死亡相关损伤？

2.小柴胡汤是否通过调节肠道屏障及菌群组成发挥心脏保护作用？DOX是否会破坏肠道屏障并引起菌群失调？小柴胡汤能否恢复肠道屏障完整性，并促进AKK等有益菌富集？

3.肠道菌群是否是小柴胡汤发挥心脏保护作用的必要因素？抗生素清除肠道菌群后，小柴胡汤的保护作用是否消失？通过FMT能否将小柴胡汤干预后的心脏保护表型转移至受体小鼠？

4.AKK是否是介导肠–心轴调控的重要功能菌？单独补充活菌AKK能否重现小柴胡汤的心脏保护及抗铁死亡作用？活菌与热灭活菌的干预效果是否存在差异？

5.BMP10是否参与肠道菌群介导的心肌抗铁死亡调控？小柴胡汤及AKK干预能否恢复心肌BMP10表达？BMP10敲低是否会削弱小柴胡汤含药血清对心肌细胞铁蓄积、脂质过氧化及GPX4表达的改善作用？

02

重要发现及亮点

1. 小柴胡汤剂量依赖性改善多柔比星诱导的心脏功能障碍及心肌结构重塑

研究首先采用多柔比星（doxorubicin，DOX）诱导小鼠慢性心脏毒性模型，评价小柴胡汤（Xiao Chai Hu Decoction，XCHD）的心脏保护作用。研究选用雄性C57BL/6小鼠，每周腹腔注射DOX（5 mg/kg），连续4周，累计剂量为20 mg/kg。同时给予不同剂量小柴胡汤干预，分为低剂量组（5 g/kg/day）、中剂量组（10 g/kg/day）和高剂量组（20 g/kg/day），并设置铁死亡抑制剂Ferrostatin-1（Fer-1）作为阳性对照。

结果显示，DOX处理显著降低小鼠左心室射血分数（LVEF）及左心室短轴缩短率（LVFS），同时增加左心室收缩末期内径（LVIDs），降低左心室后壁收缩末期厚度（LVPWs），提示心脏收缩功能明显受损。小柴胡汤干预能够不同程度改善上述心功能指标，并呈现一定的剂量依赖性。

进一步检测发现，DOX处理显著降低心脏重量与胫骨长度比值（HW/TL），提示心脏萎缩；同时，血清肌酸激酶同工酶MB（CK-MB）、心肌肌钙蛋白T（cTnT）及乳酸脱氢酶（LDH）水平明显升高。小柴胡汤干预能够改善心脏重量相关指标，并降低上述心肌损伤标志物水平。

组织病理学分析进一步证实，DOX处理导致心肌纤维排列紊乱、组织间隙增宽及胶原沉积增加。H&E及Masson染色显示，小柴胡汤能够改善心肌组织结构，减少胶原沉积并降低心肌纤维化面积。

上述结果表明，小柴胡汤能够剂量依赖性改善DOX诱导的心脏收缩功能障碍，减轻心肌损伤及组织纤维化，为进一步探索其心脏保护机制提供了实验基础。

图1：小柴胡汤改善DOX诱导的小鼠心脏功能障碍及结构重塑。

（A）动物实验设计及给药流程示意图。小鼠每周腹腔注射DOX（5 mg/kg），连续4周，同时每日给予不同剂量小柴胡汤或Fer-1干预；（B）左心室M型超声心动图代表性图片；（C–F）超声心动图参数定量分析，包括左心室射血分数（LVEF，C）、左心室短轴缩短率（LVFS，D）、左心室收缩末期内径（LVIDs，E）及左心室后壁收缩末期厚度（LVPWs，F）；（G）心脏重量与胫骨长度比值（HW/TL）；（H–J）血清心肌损伤标志物检测，包括CK-MB（H）、cTnT（I）及LDH（J）；（K）心肌组织苏木精-伊红（H&E）染色代表性图片，比例尺为50 μm；（L）心肌组织Masson三色染色代表性图片，显示胶原沉积，比例尺为50 μm；（M）心肌纤维化面积定量分析。数据以均值±标准差（SD）表示（n=6）。多组间比较采用单因素方差分析（one-way ANOVA），随后进行Dunnett事后检验。具体P值标注于图中。

2. 转录组学揭示铁死亡是小柴胡汤改善心肌损伤的重要潜在机制，BMP10可能是关键调控分子

在明确小柴胡汤具有心脏保护作用后，研究团队进一步采用心肌组织RNA测序（RNA-seq），探索其潜在分子机制。通过比较正常对照组、DOX模型组及小柴胡汤干预组的转录组变化，发现小柴胡汤能够明显改变DOX诱导的异常基因表达谱，使其整体趋向正常对照组。

差异表达分析共筛选出1850个差异表达基因，其中884个基因上调、966个基因下调。进一步开展KEGG通路富集分析发现，铁死亡（ferroptosis）相关通路显著富集，提示铁死亡可能参与DOX诱导的心肌损伤及小柴胡汤的心脏保护作用。

进一步分析铁死亡相关核心基因发现，骨形态发生蛋白10（bone morphogenetic protein 10，BMP10）在DOX处理后明显下调，而小柴胡汤干预能够恢复其表达。BMP10既往主要被认为参与心脏发育及组织稳态维持，近年来的研究提示其还与成年心肌铁稳态调节密切相关。

随后，研究团队从铁稳态及氧化还原平衡两个方面进行验证。结果显示，DOX处理显著增加心肌组织丙二醛（MDA）含量，降低还原型谷胱甘肽（GSH）水平及GSH/GSSG比值，提示脂质过氧化增强、细胞氧化还原稳态受损。同时，普鲁士蓝染色发现心肌铁沉积明显增加，心肌组织Fe²⁺含量显著升高。

Western blot结果进一步显示，DOX处理上调前列腺素内过氧化物合酶2（PTGS2）表达，下调谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）及BMP10表达。小柴胡汤干预能够逆转上述变化，减少心肌铁蓄积和脂质过氧化，改善谷胱甘肽氧化还原平衡。

上述结果表明，小柴胡汤能够改善DOX诱导的铁死亡相关异常，包括铁离子蓄积、脂质过氧化及抗氧化防御受损，同时恢复BMP10表达，提示BMP10可能参与小柴胡汤介导的心肌抗铁死亡保护作用。

图2：小柴胡汤抑制心肌铁死亡相关改变并恢复BMP10表达。

（A）对照组、DOX模型组及小柴胡汤干预组心肌组织差异表达基因（DEGs）热图（n=3）；（B）小柴胡汤组与DOX模型组之间差异表达基因的火山图，红色表示上调基因，绿色表示下调基因；（C）KEGG通路富集分析，突出显示铁死亡相关通路；（D）排名靠前的核心基因雷达图，其中Bmp10被识别为小柴胡汤干预后显著上调的候选靶基因；（E）心肌组织MDA含量检测（n=6）；（F–H）心肌组织GSH含量（F）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量（G）及GSH/GSSG比值（H）（n=6）；（I）心肌组织普鲁士蓝染色代表性图片，显示铁沉积情况，比例尺为50 μm（n=6）；（J）心肌组织Fe²⁺含量定量分析（n=6）；（K）Western blot检测PTGS2、BMP10、GPX4及GAPDH蛋白表达；（L–N）分别对PTGS2（L）、GPX4（M）及BMP10（N）蛋白表达进行灰度定量，并以GAPDH进行标准化（n=3）。数据以均值±标准差（SD）表示。多组间比较采用单因素方差分析（one-way ANOVA），随后进行Dunnett事后检验。具体P值标注于图中。

3. BMP10敲低削弱小柴胡汤含药血清对心肌细胞铁死亡的抑制作用

在动物实验中发现小柴胡汤能够恢复BMP10表达后，研究团队进一步利用H9c2心肌细胞模型，验证BMP10是否参与小柴胡汤的抗铁死亡作用。

研究采用DOX处理H9c2细胞建立细胞损伤模型，并使用不同浓度的小柴胡汤含药血清（XCHD-containing serum，DCS）进行干预，同时设置Fer-1阳性对照组。

结果显示，DOX处理显著降低H9c2细胞活力，而小柴胡汤含药血清能够浓度依赖性改善细胞存活率。进一步检测发现，DOX处理导致细胞内MDA含量升高、GSH水平下降及GSH/GSSG比值降低，提示细胞氧化还原稳态受到破坏。小柴胡汤含药血清能够改善上述变化，降低细胞内脂质过氧化水平。

进一步通过FerroOrange荧光探针检测发现，DOX处理显著增加细胞内Fe²⁺积累；采用C11-BODIPY 581/591探针检测发现，细胞脂质ROS明显增加。小柴胡汤含药血清干预能够降低细胞内Fe²⁺及脂质ROS水平。

Western blot结果显示，小柴胡汤含药血清能够恢复BMP10及GPX4蛋白表达，并抑制DOX诱导的PTGS2表达升高。

为进一步明确BMP10的功能，研究团队采用慢病毒shRNA敲低H9c2细胞中的BMP10表达。结果发现，BMP10敲低后，小柴胡汤含药血清对细胞内MDA、Fe²⁺及脂质ROS的改善作用明显减弱，同时其恢复GSH/GSSG比值、上调GPX4及抑制PTGS2表达的作用也受到削弱。

上述结果表明，BMP10不仅与小柴胡汤干预后的心肌铁死亡相关指标变化相伴，还在体外细胞模型中对其抗铁死亡保护作用具有功能性贡献，为BMP10作为下游调控分子的可能性提供了实验依据。

图3：BMP10敲低削弱小柴胡汤含药血清对H9c2细胞铁死亡相关损伤的改善作用。

（A）采用CCK-8法检测DOX联合小柴胡汤含药血清（DCS）或Fer-1处理后H9c2细胞的存活率（n=6）；（B–E）检测细胞内氧化还原相关指标，包括MDA含量（B）、GSH含量（C）、GSSG含量（D）及GSH/GSSG比值（E）（n=6）；（F、G）采用FerroOrange荧光探针检测细胞内Fe²⁺水平，包括代表性荧光图片（F）及荧光强度定量分析（G）（n=6）；（H、I）检测C11-BODIPY氧化型与还原型荧光信号及其比值；（J–M）Western blot检测相关蛋白表达，包括BMP10（K）、PTGS2（L）及GPX4（M），并以GAPDH进行标准化（n=3）；（N）Western blot验证BMP10敲低效率（n=3）；（O–R）BMP10敲低后，检测MDA、GSH、GSSG及GSH/GSSG比值的变化（n=6）；（S、T）BMP10敲低细胞中FerroOrange及C11-BODIPY荧光染色代表性图片；（U）BMP10敲低后PTGS2及GPX4蛋白表达变化（n=3）。数据以均值±标准差（SD）表示。多组间比较采用单因素方差分析（one-way ANOVA），随后进行Dunnett事后检验。具体P值标注于图中。

4. 小柴胡汤改善肠道屏障功能并重塑肠道菌群，显著富集Akkermansia muciniphila

鉴于肠道菌群可能通过肠–心轴参与DOX诱导的心脏损伤，研究团队进一步分析小柴胡汤对肠道屏障及肠道微生态的影响。

首先，通过H&E及阿利新蓝-过碘酸雪夫（AB-PAS）染色观察结肠组织形态。结果显示，DOX处理导致肠上皮结构受损、杯状细胞数量减少，而小柴胡汤干预能够改善肠黏膜结构，并增加隐窝内杯状细胞数量。

进一步通过Western blot检测肠道紧密连接相关蛋白发现，DOX处理显著降低ZO-1、Occludin及Claudin-5蛋白表达，而小柴胡汤能够剂量依赖性恢复上述蛋白水平，提示其具有改善肠道屏障完整性的作用。

随后，研究团队选择心脏保护效果最明显的高剂量小柴胡汤组开展16S rRNA基因测序。结果显示，DOX处理降低肠道菌群丰富度，表现为ACE及Chao1指数下降；小柴胡汤干预能够部分恢复菌群丰富度。基于Bray–Curtis距离的PCoA分析进一步显示，DOX组与正常对照组的菌群结构明显分离，而小柴胡汤组的菌群结构向正常对照组靠近。

在菌群组成方面，DOX处理显著降低Akkermansia属的相对丰度，同时增加Bacteroides、Ligilactobacillus、Dubosiella及Odoribacter等菌属的丰度。小柴胡汤干预能够改善上述菌群失衡，其中Akkermansia muciniphila（AKK）显著富集。此外，Bifidobacterium及Faecalibaculum等菌属也呈现富集趋势。

进一步相关性分析发现，肠道AKK丰度与LVEF及心脏重量呈正相关，与血清CK-MB水平呈负相关，提示AKK丰度与心脏功能及心肌损伤程度存在密切关联。

上述结果表明，小柴胡汤不仅能够改善DOX诱导的肠道屏障损伤，还能够重塑肠道菌群组成，其中AKK显著富集，并与心脏功能改善及心肌损伤减轻相关，提示AKK可能是介导小柴胡汤肠–心轴调控的重要候选功能菌。

图4：小柴胡汤恢复肠道屏障完整性并选择性富集肠道AKK。

（A）正常对照组（Ctrl）、DOX组、Fer-1组及小柴胡汤低、中、高剂量组结肠组织H&E染色（上）和AB-PAS染色（下）代表性图片，比例尺为100 μm（n=6）；（B）每个隐窝内杯状细胞数量的定量分析（n=6）；（C）Western blot检测结肠组织ZO-1、Occludin、Claudin-5及GAPDH蛋白表达；（D–F）分别对Claudin-5（D）、Occludin（E）及ZO-1（F）进行灰度定量，并以GAPDH进行标准化（n=3）；（G）各组肠道菌群观测到的操作分类单元（OTUs）稀释曲线；（H、I）肠道菌群α多样性分析，包括ACE指数（H）及Chao1指数（I）（n=4）；（J）基于Bray–Curtis距离的主坐标分析（PCoA），Adonis分析结果为R²=0.303，P=0.003；（K）Ctrl组、DOX组及小柴胡汤组肠道菌群在属水平的相对丰度分布；（L）采用线性判别分析效应量（LEfSe）分析DOX组与小柴胡汤组之间差异菌群（LDA评分大于2），红色突出显示Akkermansiaceae科；（M）DOX组与小柴胡汤组粪便中AKK相对丰度比较（n=6）；（N–P）Pearson相关性分析，分别评价粪便AKK丰度与LVEF（N）、心脏重量（O）及血清CK-MB水平（P）之间的相关关系。数据以均值±标准差（SD）或箱线图表示。多组间比较采用单因素方差分析（one-way ANOVA）及Dunnett事后检验，两组间比较采用非配对Student's t检验，相关性分析采用Pearson相关分析。具体P值标注于图中。

5. 抗生素清除肠道菌群后，小柴胡汤的心脏保护及抗铁死亡作用明显消失

在发现小柴胡汤能够改善肠道屏障并显著富集AKK后，研究团队进一步通过广谱抗生素（antibiotic cocktail，ABX）清除小鼠肠道菌群，构建拟无菌（pseudo-germ-free，PGF）模型，以验证肠道菌群在小柴胡汤心脏保护作用中的必要性。

研究首先给予小鼠广谱抗生素处理，随后建立DOX诱导的心脏毒性模型，并设置ABX-DOX组和ABX-XCHD组进行比较。

结果显示，在肠道菌群被清除后，小柴胡汤不再能够有效改善DOX诱导的心脏功能障碍。超声心动图结果显示，ABX-XCHD组的LVEF、LVFS、LVIDs及LVPWs与ABX-DOX组相比均未出现明显改善。同时，HW/TL比值及血清LDH、CK-MB和cTnT水平也未得到明显恢复。

组织病理学结果进一步显示，ABX-XCHD组仍存在明显的心肌结构紊乱及胶原沉积，提示小柴胡汤对心肌组织结构及纤维化的保护作用受到明显削弱。

在铁死亡相关指标方面，抗生素清除肠道菌群后，小柴胡汤不再能够显著降低心肌MDA水平，也不能有效恢复GSH/GSSG比值。普鲁士蓝染色及Fe²⁺定量分析显示，ABX-XCHD组仍存在明显的心肌铁沉积及Fe²⁺蓄积。

进一步通过Western blot检测发现，抗生素处理后，小柴胡汤对BMP10、GPX4及PTGS2表达的调节作用也明显消失。

此外，研究团队发现，在肠道菌群清除条件下，小柴胡汤改善结肠组织形态、杯状细胞数量及ZO-1、Occludin和Claudin-5表达的作用同样受到明显影响。

上述结果表明，肠道菌群是小柴胡汤发挥心脏保护作用的重要参与因素。清除肠道菌群后，小柴胡汤改善心功能、减轻心肌纤维化及抑制铁死亡相关损伤的作用明显消失，提示其心脏保护效应具有显著的菌群依赖性。

图5：清除肠道菌群后，小柴胡汤对DOX诱导心脏毒性的保护作用消失。

（A）实验流程示意图。采用抗生素处理建立拟无菌小鼠模型，随后给予DOX，并比较是否联合小柴胡汤干预的效果；（B）左心室M型超声心动图代表性图片；（C–F）超声心动图参数分析，包括LVEF（C）、LVFS（D）、LVIDs（E）及LVPWs（F）（n=6）；（G）HW/TL比值（n=6）；（H–J）血清LDH（H）、CK-MB（I）及cTnT（J）水平（n=6）；（K、L）心肌组织H&E染色（K）及Masson三色染色（L）代表性图片，比例尺为50 μm（n=6）；（M）心肌纤维化面积定量分析（n=6）；（N–Q）心肌组织MDA含量（N）、GSH含量（O）、GSSG含量（P）及GSH/GSSG比值（Q）（n=6）；（R）心肌组织普鲁士蓝染色代表性图片，显示铁沉积情况，比例尺为50 μm（n=6）；（S）心肌组织Fe²⁺含量定量分析（n=6）；（T）Western blot检测PTGS2、BMP10、GPX4及GAPDH蛋白表达；（U–W）分别对BMP10（U）、GPX4（V）及PTGS2（W）进行灰度定量，并以GAPDH进行标准化（n=3）。数据以均值±标准差（SD）表示。两组间比较采用非配对Student's t检验。具体P值标注于图中。

6. 粪菌移植实验进一步证实小柴胡汤介导的肠道菌群改变能够转移心脏保护表型

在抗生素清除实验中发现肠道菌群是小柴胡汤发挥心脏保护作用的重要参与因素后，研究团队进一步采用粪菌移植（fecal microbiota transplantation，FMT）实验，验证小柴胡汤干预后形成的肠道菌群改变是否能够独立传递心脏保护作用。

研究首先收集正常对照小鼠及小柴胡汤干预小鼠的粪便，制备粪菌悬液，随后移植至经抗生素处理的拟无菌受体小鼠体内，并进一步给予DOX诱导心脏毒性，分别设置FMT-Ctrl组和FMT-XCHD组。

结果显示，与接受正常对照小鼠粪菌的FMT-Ctrl组相比，接受小柴胡汤干预小鼠粪菌的FMT-XCHD组表现出明显改善的心脏功能。超声心动图显示，FMT-XCHD组LVEF、LVFS及LVPWs升高，LVIDs降低，HW/TL比值也得到改善。

进一步检测血清心肌损伤标志物发现，FMT-XCHD组CK-MB、cTnT及LDH水平均显著降低。H&E和Masson染色进一步证实，FMT-XCHD能够改善心肌组织结构并减少心肌间质纤维化。

在铁死亡相关指标方面，FMT-XCHD组心肌MDA水平明显降低，GSH/GSSG比值升高，普鲁士蓝染色显示心肌铁沉积减少，心肌Fe²⁺含量下降。

Western blot结果进一步显示，FMT-XCHD组心肌BMP10和GPX4表达升高，而PTGS2表达降低。同时，RT-qPCR检测发现，FMT-XCHD受体小鼠粪便中的AKK丰度明显增加，提示小柴胡汤相关菌群特征能够通过粪菌移植传递。

此外，FMT-XCHD组小鼠结肠组织形态、杯状细胞数量及紧密连接蛋白表达也得到改善。

上述结果表明，小柴胡汤干预后形成的肠道菌群能够通过FMT将部分心脏保护表型传递给受体小鼠，进一步支持肠道菌群重塑是小柴胡汤改善DOX诱导心脏毒性的重要机制。

图6：来自小柴胡汤干预小鼠的粪菌移植能够传递心脏保护作用。

（A）粪菌移植（FMT）实验流程示意图。将正常对照组或小柴胡汤干预组供体小鼠的粪便悬液移植至抗生素处理的拟无菌受体小鼠，随后给予DOX处理；（B）左心室M型超声心动图代表性图片；（C–F）超声心动图参数分析，包括LVEF（C）、LVFS（D）、LVIDs（E）及LVPWs（F）（n=6）；（G）HW/TL比值（n=6）；（H–J）血清CK-MB（H）、cTnT（I）及LDH（J）水平（n=6）；（K、L）心肌组织H&E染色（K）及Masson三色染色（L）代表性图片，比例尺为50 μm（n=6）；（M）心肌纤维化面积定量分析（n=6）；（N–Q）心肌组织MDA含量（N）、GSH含量（O）、GSSG含量（P）及GSH/GSSG比值（Q）（n=6）；（R）心肌组织普鲁士蓝染色代表性图片，显示铁沉积情况，比例尺为50 μm（n=6）；（S）心肌组织Fe²⁺含量定量分析（n=6）；（T）Western blot检测PTGS2、BMP10、GPX4及GAPDH蛋白表达；（U–W）分别对GPX4（U）、BMP10（V）及PTGS2（W）进行灰度定量，并以GAPDH进行标准化（n=3）；（X）采用RT-qPCR检测受体小鼠粪便中AKK的相对丰度（n=3）。数据以均值±标准差（SD）表示。两组间比较采用非配对Student's t检验。具体P值标注于图中。

7. 单独补充活菌AKK能够改善DOX诱导的心脏损伤，其保护作用优于热灭活菌

在FMT实验中发现小柴胡汤相关肠道菌群能够传递心脏保护作用后，研究团队进一步聚焦于显著富集的AKK，通过单菌补充实验验证其是否具有直接的功能性贡献。

研究采用抗生素处理建立拟无菌小鼠模型，在DOX诱导心脏毒性的同时，分别给予活AKK（ABX-AKK）或热灭活AKK（ABX-HI-AKK）进行补充，并比较两种干预方式的心脏保护效果。

结果显示，与DOX模型组相比，活AKK补充能够明显改善小鼠心脏功能，提高LVEF及LVFS，改善LVIDs和LVPWs等超声心动图指标。热灭活AKK也表现出一定的保护作用，但整体效果弱于活菌组。

进一步检测发现，活AKK能够更加有效地降低血清LDH、CK-MB及cTnT水平，改善心肌组织结构并减少胶原沉积。组织病理学结果显示，活AKK对心肌损伤及纤维化的改善效果优于热灭活AKK。

在铁死亡相关指标方面，活AKK能够更明显地降低心肌MDA水平，提高GSH/GSSG比值，减少普鲁士蓝染色所显示的心肌铁沉积，并降低心肌Fe²⁺含量。

Western blot进一步显示，活AKK组心肌BMP10和GPX4蛋白表达明显恢复，同时PTGS2表达下降，整体改善效果优于热灭活AKK。

此外，活AKK及热灭活AKK均能够在一定程度上改善DOX诱导的结肠组织损伤、杯状细胞减少及紧密连接蛋白表达下降，但活AKK的改善效果更加明显。

上述结果表明，AKK是参与小柴胡汤肠–心轴调控的重要候选功能菌。单独补充AKK能够重现部分小柴胡汤的心脏保护及抗铁死亡相关作用，且活菌的保护效果优于热灭活菌，提示其代谢活性可能参与心脏保护过程。

图7：AKK能够改善DOX诱导的心脏毒性，其保护作用具有活菌依赖性。

（A）实验流程示意图。采用抗生素处理建立拟无菌小鼠模型，在DOX处理期间分别补充活AKK或热灭活AKK；（B）左心室M型超声心动图代表性图片；（C–F）超声心动图参数分析，包括LVEF（C）、LVFS（D）、LVIDs（E）及LVPWs（F）（n=6）；（G）HW/TL比值（n=6）；（H–J）血清LDH（H）、CK-MB（I）及cTnT（J）水平（n=6）；（K、L）心肌组织H&E染色（K）及Masson三色染色（L）代表性图片，比例尺为50 μm（n=6）；（M–P）心肌组织MDA含量（M）、GSH含量（N）、GSSG含量（O）及GSH/GSSG比值（P）（n=6）；（Q）心肌组织普鲁士蓝染色代表性图片，显示铁沉积情况，比例尺为50 μm（n=6）；（R）心肌组织Fe²⁺含量定量分析（n=6）；（S）Western blot检测BMP10、GPX4、PTGS2及GAPDH蛋白表达；（T–V）分别对BMP10（T）、GPX4（U）及PTGS2（V）进行灰度定量，并以GAPDH进行标准化（n=3）。数据以均值±标准差（SD）表示。多组间比较采用单因素方差分析（one-way ANOVA），随后进行Dunnett事后检验。具体P值标注于图中。

8. 构建小柴胡汤通过AKK相关肠–心轴改善心肌铁死亡的作用机制模型

在综合动物实验、肠道菌群分析、抗生素清除、FMT及AKK补充实验结果的基础上，研究团队提出了小柴胡汤改善DOX诱导心脏毒性的潜在机制模型。

研究认为，小柴胡汤能够重塑肠道菌群组成，促进AKK富集，并改善肠道黏膜结构及紧密连接蛋白表达，从而维持肠道屏障完整性。肠道菌群及屏障状态的改变可能通过尚未明确的循环性肠源信号影响心肌组织。

在心肌组织中，小柴胡汤相关的菌群重塑伴随着BMP10表达恢复、铁稳态改善及铁死亡相关损伤减轻，具体表现为MDA生成和Fe²⁺蓄积减少、GPX4表达升高。

此外，BMP10敲低实验显示，BMP10参与小柴胡汤含药血清的体外抗铁死亡作用，提示其可能是肠–心轴调控心肌铁死亡过程中的下游功能分子。

综上，研究团队提出了“中药复方–肠道菌群–宿主反应–调节性细胞死亡”的研究框架，为理解传统中药复方通过肠道微生态调节远端器官功能提供了新的研究视角。

图8：小柴胡汤通过AKK相关肠–心轴改善DOX诱导心脏毒性的潜在机制示意图。

小柴胡汤通过重塑肠道菌群、富集阿克曼菌（Akkermansia muciniphila，AKK）并维持肠道屏障完整性，形成与肠–心轴相关的调控作用。这些变化可能通过目前尚未明确的循环性肠源信号影响心脏。在心肌组织中，小柴胡汤相关的肠道菌群重塑伴随着BMP10表达恢复、铁稳态改善及铁死亡相关异常减轻，具体表现为脂质过氧化、MDA生成及Fe²⁺蓄积减少，同时GPX4表达增加，从而减轻DOX诱导的心肌损伤。BMP10敲低实验进一步削弱了小柴胡汤含药血清的抗铁死亡作用，支持BMP10在体外发挥下游调节作用。实线箭头表示已有实验支持的关系，虚线箭头表示尚未明确、仍有待进一步验证的机制联系。

【贡献】★★★★★

1. AI算法创新：建立同时预测药物-靶点结合亲和力及功能调控方向的双重约束深度学习模型，提升候选药物筛选的针对性。

2. 疾病机制导向的药物筛选：通过时间序列转录组学发现DILI恢复过程中的抗炎和谷胱甘肽抗氧化两条互补修复通路，并据此筛选药物。

3. 无载体纳米药物创新：将HES与UDCA进行自组装，构建粒径约58 nm的HUNMs，改善药物水分散性及细胞摄取效率。

4. 分子组装机制解析：通过分子动力学模拟揭示范德华力和疏水相互作用驱动纳米组装的机制。

5. 多通路协同保护：在细胞及动物模型中验证HUNMs能够同时抑制炎症反应、改善谷胱甘肽抗氧化防御并减轻肝组织损伤。

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