【寫在前面】：本期推薦的是由南京中醫(yī)藥大學中醫(yī)學院、南京中醫(yī)藥大學藥學院、南京中醫(yī)藥大學醫(yī)學院等研究團隊近期發(fā)表于Phytomedicine(IF=6.7）的一篇文章，揭示土茯苓通過激活Nrf2/HO-1信號減輕順鉑誘發(fā)的小鼠急性腎損傷。
順鉑（CDDP）因其顯著的療效被廣泛應用于臨床癌癥化療中，但其嚴重的腎毒性常導致急性腎損傷（AKI），進而影響患者的治療和生活質量。土茯苓（Smilax glabra Roxb，TFL）是一種中藥材，具有多種藥理作用，包括抗腫瘤、抗炎和抗氧化活性，其中抗氧化活性對重金屬毒性的解毒非常有用。
本研究旨在通過探討土茯苓在緩解 CDDP 誘導的 AKI 方面的腎保護作用，闡明其潛在機制。在體內模型中，第7天腹腔注射CDDP（20毫克/千克）誘導AKI。從第1天開始，每天按1.95和3.9克/千克的劑量給予TFL治療，連續(xù)10天。在注射 CDDP 72 小時后的第 10 天采集血液樣本進行分析。使用血紅素和伊紅（HE）染色觀察腎臟病理變化，并使用透射電子顯微鏡評估線粒體的超微結構。使用 Western 印跡、PCR 和免疫熒光法（IF）測定了核因子紅細胞 2 相關因子 2（Nrf2）、HO-1、NQO1、caspase-3 和細胞色素 C（CYT-C）的表達水平。使用相應的試劑盒測定了三磷酸腺苷（ATP）水平、線粒體膜電位（MMP）和活性氧（ROS）。經 40 μM CDDP 誘導后，HK2 細胞出現(xiàn)明顯的線粒體損傷，Nrf2、HO-1 和 NQO1 的蛋白和 mRNA 表達受到抑制，但在 TFL 處理后逐漸增加。CDDP誘導的小鼠AKI與體外HK2細胞模型的觀察結果相似。
在體內和體外實驗中，TFL激活了Nrf2/HO-1信號通路，促進了抗氧化酶的表達，從而改善了CDDP誘導的氧化應激、線粒體功能障礙和腎細胞凋亡。
研究結果
一、TFL 化學成分的特征
圖1 正離子和負離子模式下的 TFL 總離子流圖
采用 UPLC-MS/MS 對 S. glabra 水提取物進行表征，顯示正離子和負離子模式下的代表性總離子色譜圖。
使用 UPLC-MS/MS 鑒定 TFL 中的化學成分，在水萃取物中共鑒定出 20 種成分，主要包括 astilbin , isoastilbin , 和 neoastilbin 等化合物。
二、TFL 對 CDDP 誘導的小鼠模型和 HK2 細胞 AKI 的保護作用
圖2 TFL 對 AKI 小鼠和 HK2 細胞的保護作用
建立 AKI 小鼠模型，小鼠在第7天腹腔注射20毫克/千克劑量的CDDP誘導AKI，然后用1.95和3.9克/千克劑量的TFL治療。在小鼠模型中，對照組的腎臟呈紫紅色，而 CDDP 組的腎臟則明顯蒼白。經 TFL 治療后，腎臟形態(tài)得到了不同程度的部分恢復，這表明TFL 對 CDDP 引起的 AKI 有保護作用。
體重監(jiān)測和生化分析證實，TFL 能有效緩解 CDDP 引起的體重下降和腎功能指標（即 BUN 和 SCR）的異常升高。CDDP組也出現(xiàn)了明顯的核固縮和壞死，在TFL治療后逐漸恢復。利用CCK-8測定法確定了CDDP在體外的IC50濃度，IC50為40 μM。根據(jù)這一濃度，選擇 0.25 和 0.5 mg/ml 的 TFL 劑量進行進一步實驗。
三、TFL 對 CDDP 誘導的線粒體損傷的保護作用
圖3 TFL 對 HK2 細胞線粒體的保護作用
圖4 TFL 對 AKI 小鼠線粒體的保護作用
線粒體在 CDDP 誘導的腎損傷中起關鍵作用，透射電子顯微鏡顯示，CDDP 組的線粒體損傷相當嚴重，包括腫脹、膜破裂和嵴解體，而TFL 處理可使線粒體形態(tài)逐漸恢復。在功能上，CDDP 導致 ATP 水平顯著下降、ROS 增加和 MMP 減少，而 TFL 則有效地改善了這些情況。TFL 處理可減輕線粒體膜破裂引起的細胞色素 C（Cyt-C）泄漏，TFL 處理組中裂解的 Caspase-3 和 Cyt-C 的表達減少。
這些結果表明，TFL 可通過保護線粒體功能來防止 CDDP 誘導的線粒體損傷。
四、TFL通過Nrf2/HO-1途徑減輕CDDP誘導的氧化應激損傷
圖5 TFL 可激活 HK2 細胞中的 Nrf2/HO-1 通路
圖6 TFL 可激活 AKI 小鼠的 Nrf2/HO-1 通路
CDDP誘導的線粒體損傷伴隨著氧化應激的增加，氧化應激的增加會加劇AKI。與對照組相比，CDDP誘導的HK2細胞的Nrf2、HO-1和NQO1的蛋白和mRNA表達量顯著下降。用 TFL 處理后，這些表達水平恢復。IF 染色進一步證實了 CDDP 組 Nrf2 和 HO-1 表達的下降，而 TFL 處理后，Nrf2 和 HO-1 的表達明顯升高。
在CDDP誘導的小鼠體內，Nrf2和HO-1的表達大大降低，而所有治療組都得到了恢復。
這些研究結果表明，TFL 可通過 Nrf2/HO-1 通路保護腎細胞免受氧化應激。
五、ML385 介導的逆轉效應證實了 TFL 的細胞保護機制
圖7 ML385 的反向驗證效果
圖8 ML385 的反向驗證效果
使用 Nrf2 抑制劑 ML385 進行反向驗證實驗，ML385有效逆轉了TFL誘導的Nrf2表達上調，并大大降低了其對HK2細胞的保護作用。透射電子顯微鏡和線粒體功能檢測顯示，在 ML385 的干預下，CDDP+ML385 組和 CDDP+ML385+TFL 組的線粒體 ATP 含量和膜電位有一定程度的恢復，但并未完全恢復到對照組的水平。ROS 水平大大低于 CDDP 組，表明ML385 部分逆轉了 TFL 對線粒體的保護作用。這些發(fā)現(xiàn)進一步表明 Nrf2/HO-1 通路在 TFL 保護作用中的關鍵作用。
研究結論
該研究表明，TFL 不僅能有效抑制 CDDP 誘導的氧化應激和細胞凋亡，而且能特異性靶向線粒體功能，與其他草藥化合物相比具有獨特的優(yōu)勢。通過增強 Nrf2/HO-1 通路和恢復線粒體完整性，TFL 能夠作為治療化療誘導的 AKI 的有效方案。未來的研究應在更復雜的模型中探索 TFL 的藥理作用，并評估其與其他抗癌藥物聯(lián)用的臨床安全性和有效性。
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