探索虾青素和槲皮素缓解氯霉素诱导肝毒性的线粒体保护机制与基因调控作用

本刊推荐：为解决抗生素氯霉素(CAP)诱导的肝毒性问题，研究人员开展虾青素(AXN)和槲皮素(QRN)的联合治疗研究。结果表明，AXN(5–15μM)和QRN(10–30μM)可显著降低活性氧(ROS)水平(p<0.005)、恢复ATP生成并调控SOD2、UCP2等线粒体相关基因表达。该研究为药物性肝损伤(DILI)的抗氧化干预提供了新策略。

　　

在当今药物广泛使用的背景下，药物性肝损伤（Drug-Induced Liver Injury, DILI）已成为临床和药理学研究的重要议题。肝脏作为药物代谢和浓缩的主要器官，尤其容易受到药物毒性影响，包括抗生素、抗肿瘤药、抗结核药等多种药物均被报道具有肝毒性风险。其中，氯霉素（Chloramphenicol）作为一种广谱抗生素，虽对多种微生物有效，却因严重的肝毒性和骨髓抑制等副作用限制了其临床应用。长期以来，氯霉素引起的线粒体功能障碍和氧化应激被认为是其肝毒性的核心机制，然而针对这一问题的有效干预策略仍较为缺乏。

在这一背景下，来自印度Atmiya大学和Zydus研究中心的Brijesh Kumar Verma、Debashis Banerjee和Hiren M. Patel合作开展了一项研究，探索两种天然抗氧化剂——虾青素（Astaxanthin, AXN）与槲皮素（Quercetin, QRN）在缓解氯霉素所致肝毒性方面的潜力与研究意义。该研究近期发表于《Scientific Reports》，论文题目为“Mitigating Chloramphenicol induced liver toxicity by exploring the therapeutic potential of Astaxanthin and Quercetin”。

为了深入评估氯霉素的肝毒性机制及抗氧化剂的干预效果，研究人员采用了多种关键技术方法：使用人肝癌细胞系HepG2，并通过半乳糖培养基培养以增强细胞对线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）的依赖；利用ATP含量测定（CellTiter-Glo?试剂盒）评估线粒体毒性；采用ROS-Glo? H₂O₂测定法量化活性氧水平；通过实时定量PCR（qPCR）分析线粒体功能相关基因（包括SOD2、UCP2、NRF1、SURF1和TFAM）的表达变化；并借助GraphPad Prism进行IC₅₀计算和统计检验（ANOVA及事后检验）。

Mitochondrial toxicity by cell viability assay

通过细胞活性检测评估线粒体毒性表明，氯霉素在浓度大于100μmol/L时对HepG2细胞表现出明显毒性。在葡萄糖培养基中IC₅₀为797.39μmol/L，而在半乳糖培养基中IC₅₀降至130.61μmol/L，ATP比率变化超过1.5倍，证实了线粒体毒性。而与AXN或QRN联合处理后，ATP比率显著恢复， fold change分别降至0.787和1.38，说明这两种抗氧化剂有效减轻了氯霉素的毒性作用。

Assessment of impact of antioxidants on mitochondrial toxicant by ROS

在ROS水平检测中，单独使用氯霉素（3000μmol/L）时ROS生成显著上升，而加入AXN（10μM）或QRN（25μM）后ROS生成明显降低（p<0.005）。这表明AXN和QRN通过抑制氧化应激发挥了保护作用。

Assessment of mitochondrial etiology status through gene expression study

基因表达研究显示，氯霉素处理可导致线粒体相关基因表达异常：SURF1和TFAM表达下调，而SOD2、UCP2和NRF1表达上调。这些变化与线粒体生物合成、抗氧化反应和能量代谢功能障碍一致。而在AXN或QRN联合干预下，这些基因的表达水平得以显著逆转，进一步从分子机制层面证实了这两种抗氧化剂的保护效应。

研究结论与讨论部分强调，氯霉素通过抑制线粒体核糖体、损害蛋白合成和氧化磷酸化过程从而诱发肝细胞损伤和氧化应激。而虾青素和槲皮素凭借其强大的抗氧化活性和基因调控能力，能够有效缓解上述毒性机制，恢复ATP生产、降低ROS并调节关键基因表达。该研究不仅为氯霉素肝毒性的机制提供了更深理解，也为使用天然抗氧化剂作为辅助治疗手段提供了实验依据，对临床预防和治疗药物性肝损伤具有重要参考价值。