Kolaviron和维生素E通过靶向NADPH氧化酶减轻亚砷酸钠胃溃疡毒性的机制研究

《Ecotoxicology and Environmental Safety》：Mitigation of sodium arsenite toxicity during gastric ulcer healing by kolaviron and vitamin E: Insights from molecular docking analyses of NADPH oxidase

本研究针对亚砷酸钠(SA)污染引发的胃溃疡愈合障碍问题，探讨了从藤黄属植物提取的双黄酮复合物Kolaviron(KV)和维生素E(Vit.E)的干预效果。研究人员通过乙酸诱导的大鼠胃溃疡模型，结合分子对接、免疫组化和分子动力学模拟等技术，发现KV和Vit.E能显著抑制溃疡面积扩大(P<0.05)，增强抗氧化酶活性(SOD/CAT)，上调CD31/Ki67表达并抑制P53介导的细胞凋亡。分子对接证实KV对NADPH氧化酶(NOX)具有高亲和力(-8.386kcal/mol)，其疗效优于奥美拉唑。该研究为重金属毒性防治提供了新型植物药理学策略，发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》。

　　

在全球水资源污染日益严重的背景下，砷污染已成为重大公共卫生问题。亚砷酸钠作为毒性最强的无机砷形态，通过污染地下水和食物链，对消化道造成严重损伤。当这种"毒物之王"进入人体后，会在胃黏膜启动氧化应激反应，不仅诱发胃溃疡，更会阻碍溃疡的自然愈合过程。传统治疗方案对重金属相关性溃疡效果有限，这使得开发新型解毒剂成为当务之急。

在这项发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》的研究中，尼日利亚巴泽大学的研究团队将目光投向传统草药藤黄（Garcinia kola）的活性成分Kolaviron（KV）和天然抗氧化剂维生素E（Vit.E）。研究人员通过创新的多学科方法，系统评估了这两种物质对抗亚砷酸钠毒性的双重功效：既缓解重金属毒性，又促进组织修复。

关键技术方法包括：1）建立乙酸诱导的大鼠胃溃疡模型（n=84），设置7个实验组别观察3/7/14/21天愈合过程；2）采用平面测量法量化溃疡面积，通过生化检测评估MDA（丙二醛）、SOD（超氧化物歧化酶）、CAT（过氧化氢酶）等氧化应激指标；3）运用免疫组化技术分析CD31（血小板内皮细胞粘附分子-1）、Ki67（细胞增殖标记）和P53（凋亡蛋白）的表达定位；4）采用PyRx软件进行分子对接，验证KV/Vit.E与NADPH氧化酶等靶点的相互作用；5）通过GROMACS进行1000ps分子动力学模拟，分析蛋白质-配体复合物稳定性。

3.1 Kolaviron和维生素E抑制胃溃疡形成

通过溃疡面积测量发现，亚砷酸钠暴露使溃疡面积较单纯溃疡组增加40%-100%。KV治疗组在第21天实现100%溃疡愈合，其愈合速度排序为：KV > Vit.E > 单纯溃疡组 > 砷暴露组。组织学显示KV能更快修复黏膜坏死和炎症损伤。

3.2 胃组织蛋白浓度增强

亚砷酸钠显著降低胃黏膜蛋白含量(P<0.05)，而KV和Vit.E治疗使蛋白浓度随时间推移逐步恢复，KV+ACIU组在第21天接近正常水平，表明二者能逆转砷诱导的蛋白质代谢紊乱。

3.3 改善过氧化氢酶活性

砷暴露使CAT活性下降约30%，KV治疗组在第14天使CAT活性提升至1643 U/mg蛋白，显著高于Vit.E组(858 U/mg蛋白)，证明KV更强的抗氧化酶激活能力。

3.4 对脂质过氧化的影响

砷暴露使MDA（丙二醛）水平升高14倍，KV治疗使MDA恢复至正常范围(3.989×10^-6 U/mg蛋白)，其效果优于Vit.E，表明KV能更有效抑制膜脂质过氧化损伤。

3.5 增强超氧化物歧化酶活性

SOD活性在砷暴露组降至194 U/mg蛋白，KV治疗使其恢复至1131 U/mg蛋白，机制可能与KV直接结合SOD酶活性中心有关。

3.6 对H⁺-K⁺-ATPase的影响

有趣的是，亚砷酸钠反而抑制质子泵活性(1.34 U/mg蛋白)，提示其毒性不依赖胃酸途径。KV和Vit.E通过不同机制调节ATPase，KV可能通过抗氧化途径间接起效。

3.7 对硝酸盐浓度的影响

砷暴露使NO（一氧化氮）代谢产物亚硝酸盐减少50%，KV治疗通过提升NO水平改善黏膜血流，该发现为KV促进血管新生提供了分子依据。

3.8 胃黏膜修复的组织学证据

KV组在第7天即出现腺体再生和炎症消退，而Vit.E组到第21天仍存在中度炎症，证实KV在组织重塑阶段的优势。

3.9 对CD31表达的影响

Vit.E使CD31（血小板内皮细胞粘附分子-1）表达升至88%，KV组为64.9%，二者均通过增强血管新生加速溃疡愈合。

3.10 对Ki67表达的调控

KV治疗使细胞增殖标记Ki67表达强度达87.9%，显著高于其他组，其促进细胞增殖能力可能与调控细胞周期蛋白有关。

3.11 对P53介导凋亡的抑制

砷暴露使凋亡蛋白P53表达增加3倍，KV通过抑制P53通路减少细胞凋亡，这对预防溃疡癌变具有重要意义。

分子对接研究揭示，KV与NADPH氧化酶（NOX）的结合能(-8.386 kcal/mol)优于奥美拉唑(-6.114 kcal/mol)，其分子机制涉及与HIS151位点的π-π堆叠作用，以及与ASN64、TYR56等残基的氢键网络。虽然药代动力学预测显示KV存在口服生物利用度低(0.17)和CYP450酶抑制等局限性，但分子动力学模拟证实KV-NOX复合物在1000ps内保持稳定(RMSD<0.15nm)。

这项研究首次系统阐明Kolaviron通过多靶点作用缓解重金属毒性的机制：既作为直接抗氧化剂中和活性氧（ROS），又通过调控CD31/Ki67/P53信号轴促进组织修复。特别重要的是，研究发现KV对NADPH氧化酶（NOX）的抑制效果甚至优于临床常用药奥美拉唑，为植物提取物治疗重金属中毒相关疾病提供了新视角。尽管KV在口服剂型开发方面仍需克服生物利用度难题，但其双重功效模式为研发抗砷毒药物开辟了新道路。未来研究可聚焦于KV纳米制剂开发，以及其与其他重金属螯合剂的联合应用策略。