二氢杨梅素通过调节氧化磷酸化和能量代谢缓解环磷酰胺诱导的小鼠肝毒性机制研究

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Pharmaceutical Science Advances CS2.3

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  环磷酰胺(CTX)作为常用化疗药物存在严重肝毒性副作用。本研究通过建立CTX诱导的小鼠肝损伤模型,探讨天然黄酮类化合物二氢杨梅素(DHM)的肝保护作用及机制。研究发现DHM能显著降低ALT、AST水平,提升SOD、CAT等抗氧化酶活性,并通过代谢组学分析揭示其通过调控OXPHOS通路改善线粒体能量代谢。该研究为化疗药物肝毒性的辅助治疗提供了新策略。

  

化疗药物环磷酰胺(CTX)是临床治疗肿瘤和自身免疫疾病的重要药物,但其代谢产生的丙烯醛等毒性物质会导致多器官损伤,尤其是肝毒性严重限制了其临床应用。目前临床上缺乏有效干预手段,而天然活性成分因其多靶点作用特点成为研究热点。二氢杨梅素(DHM)作为葡萄科植物中的双氢黄酮醇化合物,已被证实具有抗氧化、抗炎等多种药理活性,但其对CTX肝毒性的保护机制尚不明确。

山东大学药学院的研究团队在《Pharmaceutical Science Advances》发表论文,通过建立CTX诱导的小鼠肝损伤模型,结合血清生化指标检测、组织病理学分析和LC-MS/MS代谢组学技术,系统研究了DHM的肝保护作用。研究采用7组ICR雄性小鼠,分别设置对照组、模型组、DHM单用组、阳性药水飞蓟素(SIL)组及三个剂量DHM干预组,通过检测肝指数、ALT/AST、抗氧化指标(MDA、GSH、SOD、CAT)等参数,结合HE染色和代谢通路分析,发现DHM能显著改善CTX导致的肝组织病理损伤,并通过调控OXPHOS通路恢复能量代谢平衡。

【主要技术方法】
研究采用100 mg/kg CTX腹腔注射建立肝损伤模型,设DHM(100/200/400 mg/kg)三个剂量组和200 mg/kg SIL阳性对照组。通过检测血清ALT、AST评估肝功能,测定肝组织GSH、MDA、SOD、CAT等氧化应激指标,结合HE染色观察病理改变。采用UHPLC-Q Exactive HF-X系统进行非靶向代谢组学分析,通过OPLS-DA模型筛选差异代谢物,利用KEGG数据库进行通路富集分析,并检测Na+
-K+
-ATPase和Ca2+
-Mg2+
-ATPase活性验证能量代谢调控机制。

【研究结果】
3.1 肝脏指数变化
CTX组肝指数显著升高(P<0.001),中高剂量DHM(200/400 mg/kg)可剂量依赖性改善肝肿胀,效果与阳性药SIL相当。

3.2 肝脏组织病理学
HE染色显示CTX组出现中央静脉充血、肝细胞核固缩和细胞肿胀等病理改变,DHM干预组这些损伤明显减轻,尤其200 mg/kg组改善效果显著。

3.3 肝功能指标
CTX使血清ALT、AST分别升高至对照组的2.1倍和1.8倍(P<0.01),200 mg/kg DHM使两者分别降低38.2%和29.6%,效果优于SIL组。

3.4 氧化应激指标
DHM显著逆转CTX引起的MDA升高(降低41.5%)和GSH耗竭(提升2.3倍),并恢复SOD、CAT活性至正常水平80%以上(P<0.01)。

3.5 代谢组学分析
血清和肝脏中分别鉴定出11和15个DHM调控的关键代谢物,包括5-戊内酯、牛磺酸、NAD、FMN等。KEGG分析显示OXPHOS通路在血清和肝脏中均显著富集(P<0.05)。

3.6 能量代谢调控
DHM使CTX抑制的Na+
-K+
-ATPase活性恢复67.3%(P<0.05),Ca2+
-Mg2+
-ATPase也有升高趋势。

【结论与意义】
该研究首次系统阐明了DHM通过双重机制缓解CTX肝毒性:一方面通过清除ROS、提升GSH水平和抗氧化酶活性减轻氧化损伤;另一方面通过调控OXPHOS通路关键代谢物(NAD、FMN等)和ATP酶活性,改善线粒体能量代谢障碍。代谢组学发现的维生素吸收、氨基酸代谢等关联通路为深入机制研究提供了新方向。

从转化医学角度看,DHM作为天然产物具有多靶点、低毒性的优势,本研究为其作为化疗辅助药物的开发提供了实验依据。特别是200 mg/kg剂量显示出优于临床常用保肝药SIL的效果,具有明确的剂量效应关系。未来研究可进一步通过基因敲除等技术验证特定代谢通路的关键靶点,并开展临床前安全性评价,推动DHM的临床应用进程。

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