《Journal of Trace Elements in Medicine and Biology》：Azelastine attenuates Cisplatin-induced renal and testicular injury: Involvement of Nrf2/SLC7A11-GPX4 and NCOA4-mediated ferroptosis
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本研究评估了抗组胺药Azelastine缓解顺铂诱导的肾毒性和睾丸损伤的潜力，发现Az通过抑制铁死亡，上调抗氧化通路相关基因，减少氧化应激和铁沉积，从而减轻毒性。
萨尔瓦·R·阿博·埃尔-埃拉（Salwa R. Abo El-Ela）、阿马尔·M·埃尔·加亚尔（Amal M. El Gayar）和兰达·A·扎格卢尔（Randa A. Zaghloul）
埃及曼苏拉大学药学院生物化学系，曼苏拉，35516
摘要
目的
顺铂（Cisplatin，简称Cis）是一种化疗药物，其副作用包括对肾脏和睾丸的毒性。本研究旨在评估抗组胺药阿泽拉司汀（Azelastine，简称Az）作为H1受体拮抗剂，用于缓解Cis引起的毒性的潜在再利用价值。
材料与方法
Sprague Dawley大鼠每天口服给予4或6毫克/千克的阿泽拉司汀，持续十天，并在第五天通过腹腔注射10毫克/千克的顺铂。使用组织病理学、免疫组织化学、qRT-PCR和ELISA技术检测肾脏和睾丸组织的变化。
结果
阿泽拉司汀（6毫克/千克）通过降低血清肌酐、血尿素氮（BUN）和尿总蛋白水平（分别降低38.5%、32.3%和60%，p<0.0001），以及增加尿肌酐和肾小球滤过率（CrCl）（分别增加2.15倍和2.8倍，p<0.0001和p<0.01），减轻了Cis引起的肾毒性。此外，阿泽拉司汀显著降低了肾脏和睾丸中的MDA（分别降低70.9%、51%、44.5%和33.6%，p<0.0001）和TFR（分别降低27.6%、p<0.05和39%，p<0.0001）水平。同时，阿泽拉司汀还上调了肾脏和睾丸中的Nrf2和GPX4蛋白表达（分别增加6.9倍、15.6倍、3.9倍和4.8倍，p<0.0001），并增强了GSH和SLC7A11蛋白的表达（分别增加2.7倍、2.1倍、4.5倍和3.4倍，p<0.0001和3.4倍）。最后，阿泽拉司汀降低了肾脏和睾丸中的NCOA4和FTH1基因表达（分别降低53.4%、48.6%、51.5%和41.3%，p<0.0001）。有趣的是，阿泽拉司汀虽然提高了NCOA4蛋白水平，但降低了FTH1蛋白水平（分别降低44.5%、p<0.0001，以及1.29倍和1.33倍，p<0.01）。
结论
阿泽拉司汀通过抑制铁死亡（ferroptosis）机制，减轻了Cis引起的肾毒性和睾丸损伤。
引言
顺铂（Cisplatin，简称Cis）是一种抗肿瘤药物，对多种成人和儿童实体瘤具有优异的治疗效果[1]、[2]。其抗癌作用源于其与DNA交联形成DNA加合物，导致DNA断裂和损伤，从而抑制癌细胞增殖并引发细胞死亡[1]、[3]。不幸的是，Cis的使用会伴随对正常细胞的不良副作用，尤其是肾脏和睾丸的毒性[4]。由于Cis主要通过肾脏代谢，肾小管细胞过度暴露于该药物时更容易受到其细胞毒性的影响[5]。接受Cis治疗的患者通常会出现肾功能障碍，表现为肾小球滤过率下降、血清代谢废物积累，以及肾小管炎症、纤维化和坏死[3]。此外，睾丸毒性也是Cis使用常见的副作用之一[6]。多项研究表明，短期和长期使用Cis会导致莱迪希细胞（Leydig cells）活性受损、睾酮水平下降和精子生成异常，从而增加停药后的不孕风险[7]、[8]、[9]。因此，寻找有效的干预措施以保护正常细胞免受Cis毒性伤害至关重要。
最近的研究指出，铁死亡（ferroptosis）是多种疾病的发生机制之一[10]。铁死亡是一种非凋亡性的细胞死亡形式，由铁介导的脂质过氧化和活性氧（ROS）的积累引起[11]。SLC7A11溶质转运蛋白在维持氧化还原平衡中起关键作用，通过调节谷胱甘肽（GSH）的合成发挥作用。研究表明，在铁死亡过程中，由于SLC7A11的表达下调，细胞无法通过谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）来对抗脂质过氧化[12]、[13]。核因子-红细胞2相关因子2（Nrf2）在铁死亡中也起着重要作用，其下调会增加细胞对铁死亡的敏感性[14]。
铁死亡的另一个特征是铁离子的积累，这可能与铁蛋白吞噬作用（ferritinophagy）有关[15]。铁蛋白吞噬作用是指铁蛋白与核受体共激活因子4（NCOA4）结合形成复合物，该复合物被输送到自噬体中并最终被溶酶体降解，释放出过量铁离子，进一步加剧细胞氧化失衡[15]、[16]。最新研究显示，铁蛋白吞噬作用介导的铁死亡参与了Cis引起的耳毒性和肾小管细胞损伤[17]、[18]。
阿泽拉司汀（Az）是一种有效的抗组胺药，作为H1受体拮抗剂用于治疗过敏性鼻炎，同时具有抑制白三烯、细胞因子和自由基产生的抗炎作用[19]、[20]。此外，在糖尿病高脂血症的大鼠模型中，阿泽拉司汀还能改善血脂状况并减轻血管钙化[21]。基于此，本研究旨在评估阿泽拉司汀对Cis引起的肾脏和睾丸毒性的保护作用，并探讨铁死亡和NCOA4介导的铁蛋白吞噬作用在其中的潜在机制。
化学试剂
阿泽拉司汀由埃及欧洲制药工业公司（EEPI，开罗）提供；顺铂（50毫克/50毫升小瓶）购自印度孟买的Mylan Pharmaceuticals公司。所有其他使用的化学试剂均为高质量的分析级产品。
动物与实验方案
共32只雄性Sprague-Dawley大鼠（体重200±20克，6至7周龄）来自埃及曼苏拉大学医学院的医学实验研究中心，饲养在学校的动物房内。
结果
值得指出的是，与对照组相比，阿泽拉司汀组在体重、血清和尿液生物标志物方面没有显著差异（见表2）。
讨论
顺铂是一种基于铂的化疗药物，用于治疗多种实体瘤。然而，其临床应用受到对肾脏和睾丸等器官不良副作用的限制[3]、[31]。目前，不同的补水方案是缓解其对正常细胞毒性的最佳方法，但会导致脱水，这凸显了寻找额外保护措施的必要性。
结论
本研究证实了阿泽拉司汀通过抑制铁死亡机制，减轻了Cis引起的肾脏和睾丸损伤。具体表现为逆转了Nrf2/SLC7A11-GPX4抗氧化轴的耗竭，以及铁沉积和TFR水平的降低（见图9）。阿泽拉司汀的抗铁死亡作用可能与其下调NCOA4介导的铁蛋白吞噬作用有关。然而，仍需进一步研究以明确其详细机制。
作者贡献声明
阿马尔·M·埃尔·加亚尔（Amal M. El Gayar）：负责写作、审稿与编辑、实验设计、概念构思。兰达·A·扎格卢尔（Randa A. Zaghloul）：负责写作、审稿与编辑、实验设计、数据管理、概念构思。萨尔瓦·R·阿博·埃尔-埃拉（Salwa R. Abo El-Ela）：负责初稿撰写、软件使用、资源协调、实验实施、数据分析及概念构思。
