牛磺酸通过抗氧化和调节甲状腺功能缓解银纳米颗粒诱导的大鼠肾损伤

《Discover Toxicology》：Taurine mitigates oxidative stress, thyroid dysfunction and renal damage in silver nanoparticles-treated rats

本研究针对银纳米颗粒（AgNPs）广泛应用引发的肾毒性问题，探讨了牛磺酸（taurine）的保护作用。通过动物实验发现，牛磺酸能显著改善AgNPs暴露导致的肾功能指标（尿素、肌酐）异常、甲状腺激素（T3、T4）水平下降，并有效减轻肾脏氧化应激（H2O2、RONS、LPO升高）、炎症（MPO、NO升高）和组织损伤。结果表明，牛磺酸通过增强抗氧化酶（SOD、CAT、GST、GPx）活性、恢复氧化还原平衡和甲状腺功能，对AgNPs肾毒性具有明确的保护作用，为临床防治纳米材料相关器官损伤提供了新思路。

　　

随着纳米技术的飞速发展，银纳米颗粒（AgNPs）因其独特的物理化学性质，在生物医学、消费品制造和环境修复等领域得到广泛应用。然而，AgNPs的环境持久性和生物累积性也引发了对其潜在健康风险的担忧。已有大量研究表明，AgNPs可通过多种途径进入生物体，并在肾脏等器官中富集，导致氧化应激、炎症反应和组织损伤。尽管AgNPs的抗菌和催化性能卓越，但其肾毒性机制尚未完全阐明，缺乏有效的干预措施成为当前纳米毒理学领域的突出难题。

在这项发表于《Discover Toxicology》的研究中，Adesina A. Babalola等人聚焦于牛磺酸（taurine）这一内源性β-氨基磺酸，探讨其对AgNPs诱导的大鼠肾损伤的保护作用。牛磺酸已知具有抗氧化、抗炎和细胞保护功能，但其在纳米毒理学中的角色仍待深入挖掘。研究团队通过系统的动物实验和生化分析，首次揭示了牛磺酸通过调节甲状腺轴和氧化还原平衡缓解AgNPs肾毒性的新机制。

研究采用的主要技术方法包括：使用成年雄性Wistar大鼠建立AgNPs暴露模型（腹腔注射200 μg/kg，持续21天），并设置牛磺酸干预组（口服50或100 mg/kg）；通过血清生化分析评估肾功能指标（肌酐、尿素）和甲状腺激素（T₃、T₄）水平；利用肾组织匀浆测定氧化应激标志物（H₂O₂、RONS、LPO）、抗氧化酶活性（SOD、CAT、GST、GPx）及炎症指标（MPO、NO）；结合组织病理学检查观察肾脏结构变化。

3.1 Impact of AgNPs and taurine on markers of renal function

AgNPs暴露显著升高血清肌酐和尿素水平（p<0.0001），并降低T₃、T₄及T₃/T₄比值，表明肾功能受损和甲状腺轴紊乱。而牛磺酸联用可剂量依赖性地逆转这些变化，提示其能改善肾小球滤过和甲状腺激素介导的离子转运功能。

3.2 Taurine mitigate AgNPs-induced renal inflammation

AgNPs显著升高肾脏髓过氧化物酶（MPO）活性和一氧化氮（NO）水平（p<0.0001），表明中性粒细胞浸润和炎症反应激活。牛磺酸干预后，MPO和NO水平显著下降（p<0.0001），证实其抗炎作用与免疫细胞活化抑制相关。

3.3 Taurine mitigates AgNPs-induced redox dyshomeostasis

AgNPs导致抗氧化酶（SOD、CAT、GST、GPx）活性显著降低（p<0.0001），同时氧化应激标志物（H₂O₂、RONS、LPO）升高，谷胱甘肽（GSH）耗竭。牛磺酸联用可恢复抗氧化酶活性，减少脂质过氧化和活性氧积累，凸显其通过增强内源性防御系统缓解氧化损伤的潜力。

3.4 Taurine improves renal histopathology architecture disrupted by AgNPs

组织学分析显示，AgNPs暴露导致肾皮质上皮变性、肾小球病变和囊腔扩大。牛磺酸联用组肾脏结构接近正常，表明其能有效保护肾单位完整性。

本研究首次系统阐明了牛磺酸通过多靶点作用缓解AgNPs肾毒性的机制：一方面通过提升SOD、CAT等抗氧化酶活性，减少H₂O₂和RONS积累，抑制脂质过氧化；另一方面通过调节下丘脑-垂体-甲状腺（HPT）轴，恢复T₃/T₄平衡，改善甲状腺激素依赖的离子转运功能。此外，牛磺酸对MPO和NO的抑制作用证实其抗炎特性在肾脏保护中不可或缺。尽管研究未设置银离子（Ag⁺）对照组，但作者指出AgNPs的缓释效应可能导致比银离子更持久的毒性，这为后续研究提供了方向。综上所述，牛磺酸作为一种安全易得的天然物质，在防治纳米材料相关器官毒性方面具有重要的转化价值。