阿普斯特通过调控TLR4/NF-κB/p38 MAPK/caspase-3与Nrf2/HO-1信号通路改善甲氨蝶呤诱导的大鼠肾损伤

《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》：Apremilast ameliorates methotrexate-induced renal injury in rats: role of TLR4/NF-κB/P38 MAPK/caspase-3 and Nrf2/HO-1 signaling pathways

本研究针对甲氨蝶呤（MTX）临床应用中的肾毒性问题，探讨了阿普斯特（APRE）的肾脏保护作用。研究人员通过建立MTX诱导的大鼠肾损伤模型，发现APRE能显著改善肾功能指标，减轻氧化应激、炎症和细胞凋亡。机制上，APRE通过激活Nrf2/HO-1抗氧化通路，同时抑制TLR4/NF-κB/p38 MAPK/caspase-3炎症凋亡通路发挥保护作用。该研究为MTX肾毒性的防治提供了新策略，具有重要临床转化价值。

　　

甲氨蝶呤（MTX）作为一种经典的免疫抑制剂和抗肿瘤药物，在治疗银屑病、类风湿关节炎等自身免疫性疾病及多种恶性肿瘤中发挥着重要作用。然而，其临床应用却受到器官毒性的严重限制，尤其是肾毒性已成为影响患者长期用药安全的关键问题。据统计，超过70%的银屑病和银屑病关节炎患者仍在使用MTX进行治疗，但高剂量或长期使用会导致显著的肾功能损害，表现为血清肌酐和尿素氮水平升高，甚至出现血尿等症状。这种肾损伤的机制复杂，涉及氧化应激、线粒体功能障碍、炎症反应和细胞凋亡等多个环节。

以往研究表明，MTX进入体内后可通过抑制二氢叶酸还原酶，影响嘌呤和嘧啶的合成，最终导致细胞死亡。同时，MTX还会消耗细胞内还原型谷胱甘肽（GSH），削弱抗氧化防御系统，使得肾脏细胞更容易受到活性氧（ROS）的攻击。ROS不仅直接损伤细胞，还能激活重要的炎症信号通路，如Toll样受体4（TLR4）/核因子κB（NF-κB）/p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）/caspase-3轴，进而触发肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）等促炎因子的释放，最终导致肾小管上皮细胞凋亡和组织结构破坏。

面对这一临床难题，研究人员将目光投向了阿普斯特（Apremilast，APRE）——一种口服选择性磷酸二酯酶-4（PDE4）抑制剂，已于2014年获美国FDA批准用于中重度斑块状银屑病和银屑病关节炎的治疗。APRE具有独特的抗炎和抗氧化特性，在先前的研究中已显示出对多种药物诱导器官损伤的保护作用。例如，在脂多糖诱导的急性肺损伤模型中，APRE通过激活核因子E2相关因子2（Nrf2）/血红素氧合酶-1（HO-1）信号通路，显著减轻了氧化应激和炎症反应。此外，APRE还能通过抑制NF-κB通路，减轻多柔比星引起的心脏毒性。这些发现提示，APRE可能通过多靶点作用机制对抗MTX诱导的肾损伤。

为了验证这一假设，Reham H. Mohyeldin、Ehab E. Sharata、Mahmoud Abdelnaser等研究人员在《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》上发表了最新研究成果。他们首次系统评价了APRE对MTX诱导肾损伤的保护作用，并深入探讨了其背后的分子机制，重点关注了Nrf2/HO-1和TLR4/NF-κB/p38 MAPK/caspase-3这两条关键信号通路的调控作用。

本研究主要采用了动物模型构建、生化指标检测、分子生物学技术和组织病理学分析等方法。研究人员将雄性Wistar大白鼠随机分为对照组、APRE单独给药组、MTX模型组和MTX+APRE联合给药组，通过腹腔注射MTX（20 mg/kg）建立肾损伤模型，同时给予APRE（20 mg/kg/天）灌胃预处理21天。技术手段包括血清尿素和肌酐测定、肾组织匀浆中丙二醛（MDA）和GSH含量检测、酶联免疫吸附试验（ELISA）测定炎症因子和通路蛋白水平、实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析基因表达、蛋白质印迹（Western blot）检测蛋白表达以及免疫组织化学染色和苏木精-伊红（H&E）染色进行组织学评估。

Apremilast alleviated the altered renal function

研究发现，MTX处理显著升高了血清肌酐和尿素水平，表明肾功能严重受损。而APRE联合治疗则显著逆转了这种变化，使肾功能指标接近正常水平，提示APRE对MTX引起的肾功能障碍具有明显的改善作用。

Apremilast attenuated the oxidative imbalance in renal tissue

氧化应激指标检测显示，MTX组肾组织中MDA含量显著升高，而GSH水平明显下降，表明脂质过氧化程度加剧，抗氧化能力减弱。APRE治疗有效降低了MDA水平，同时提高了GSH含量，证明其具有较强的抗氧化能力，能够恢复氧化/抗氧化系统的平衡。

Apremilast suppressed inflammatory markers(TNF-α and IL-6)

ELISA结果显示，MTX显著上调了肾组织中TNF-α和IL-6的水平，表明炎症反应被激活。而APRE处理则显著抑制了这两种关键促炎因子的表达，显示出强大的抗炎作用。

Apremilast mitigated the apoptotic imbalance

在细胞凋亡方面，MTX处理导致促凋亡蛋白Bax和cleaved caspase-3表达上调，而抗凋亡蛋白Bcl-2表达下降。APRE治疗有效逆转了这些变化，抑制了肾细胞的凋亡过程。

Apremilast modulated Nrf2/HO-1 signaling cascade

机制研究表明，MTX抑制了肾组织中Nrf2和HO-1的表达，而APRE则显著激活了Nrf2/HO-1通路。这一发现表明APRE可能通过增强细胞的抗氧化防御能力来对抗MTX的毒性作用。

Apremilast inhibited TLR4/P38 MAPK/NF-κB p65/Bax/Bcl-2 signaling pathway

同时，研究人员发现MTX激活了TLR4/NF-κB/p38 MAPK信号通路，表现为TLR4、磷酸化p38（p-P38）和NF-κB p65表达上调。APRE治疗则显著抑制了这一通路的激活，从而减轻了炎症反应和细胞凋亡。

Apremilast prevented MTX-induced renal tissue injury

组织病理学检查结果进一步证实了上述发现。MTX组肾组织表现出明显的炎症细胞浸润、空泡变性和肾小管上皮细胞坏死，而APRE治疗组这些病理改变显著减轻，肾组织结构得到良好保护。

本研究首次系统阐明了APRE对MTX诱导肾损伤的保护作用及分子机制。研究结果表明，APRE通过双重调控机制发挥肾脏保护作用：一方面激活Nrf2/HO-1抗氧化通路，增强细胞的抗氧化防御能力；另一方面抑制TLR4/NF-κB/p38 MAPK/caspase-3炎症凋亡通路，减轻炎症反应和细胞凋亡。这种多靶点作用机制使APRE能够有效对抗MTX引起的氧化应激、炎症和凋亡等病理过程。

该研究的创新点在于首次揭示了APRE与MTX联合应用的肾脏保护潜力，为临床解决MTX肾毒性这一难题提供了新思路。特别是在银屑病等自身免疫性疾病的治疗中，APRE与MTX的联合使用可能实现协同增效、减毒的双重目标，具有重要的临床转化价值。未来研究可进一步探索APRE在不同剂量、不同给药方案下的保护效果，并通过基因沉默等分子生物学技术验证相关信号通路的具体作用机制，为临床合理用药提供更充分的实验依据。