昂丹司琼（OND）对硫代乙酰胺（TAA）诱导急性肝性脑病（HE）大鼠肝脑轴谷氨酰胺、氧化应激及TLR2/NF-κB/NLRP3相关炎症的部分调节作用

《International Journal of Molecular Sciences》：Terminalia buceras (Syn. Bucida buceras) and Retinal Oxidative Stress: A Critical Review of Published Evidence and Its Relevance to Dry Age-Related Macular Degeneration

　　

肝性脑病（HE）是肝衰竭的一种严重神经系统并发症，以高氨血症、氧化应激、神经炎症和进行性神经元功能障碍为特征。昂丹司琼（OND）是一种选择性5-羟色胺₃（5-HT₃）受体拮抗剂，已报道具有抗炎和神经活性特性，但其在HE中的作用仍不明确。本研究在雌性Sprague-Dawley大鼠的硫代乙酰胺（TAA）诱导急性HE模型中评估了OND。动物被分配至对照组、TAA组、OND组、TAA+OND（0.5 mg/kg）组和TAA+OND（1 mg/kg）组。在肝和脑组织中评估了血清和脑谷氨酰胺、氧化与抗氧化参数、组织病理学改变，以及TLR2、NF-κB、IL-1β、GFAP、NLRP3和caspase-1免疫反应性。TAA增加了谷氨酰胺蓄积，造成组织损伤，改变氧化还原参数，并增加若干炎症相关标志物。OND显著降低脑谷氨酰胺，并减轻部分生化、组织病理学和免疫组织化学改变，通常在0.5 mg/kg时效应更明显。这些发现表明，OND给药与TAA处理大鼠代谢、氧化、炎症和结构改变的部分调节相关，值得进一步开展受体特异性和功能性研究以阐明其机制及治疗相关性。

论文解读：昂丹司琼对硫代乙酰诱导急性肝性脑病大鼠肝脑轴改变的部分调节作用

研究背景：肝性脑病（HE）是肝衰竭的严重神经系统并发症，以高氨血症、氧化应激、神经炎症和进行性神经元功能障碍为特征。肝衰竭时，肝脏解毒和尿素合成受损，导致系统性氨蓄积；氨进入脑内后主要在星形胶质细胞中经谷氨酰胺合成酶（GS）转化为谷氨酰胺（GLN），引起细胞内谷氨酰胺蓄积，进而参与星形胶质细胞肿胀和脑功能障碍。星形胶质细胞肿胀是急性HE脑水肿的重要contributor，涉及高氨血症、氧化/亚硝化应激和神经炎症等多重机制。HE中还可见超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化系统耗竭，丙二醛（MDA）升高，一氧化氮（NO）失调，髓过氧化物酶（MPO）活性增加。氧化应激和损伤相关信号可促进Toll样受体（TLR）信号，其中TLR2可促进核因子-κB（NF-κB）活化，进而为NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体组装提供启动信号；NLRP3组装后促进caspase-1活化，使pro-IL-1β成熟为IL-1β，驱动神经炎症、血脑屏障功能障碍和反应性星形胶质增生，GFAP表达增加。当前HE治疗主要针对降氨，肝移植是唯一确切治疗但受成本和供体限制，因此需要寻找靶向神经炎症的新分子。TAA模型可复制急性HE的肝脏和脑病理特征。既往研究提示HE存在5-羟色胺能神经传递改变，OND作为选择性5-HT₃受体拮抗剂具有抗炎和神经活性，但其在HE中的作用尚不明确。因此，研究人员评估OND对TAA诱导急性HE模型肝脏和脑代谢、氧化、炎症和组织病理学改变的影响。

技术方法：研究人员采用雌性Sprague-Dawley大鼠（2–3月龄，220 ± 20 g），来源为Erzincan Binali Yildirim University Experimental Animal Research and Application Center（Erzincan, Türkiye）。动物随机分为Control、TAA、OND、TAA+OND（0.5 mg/kg）、TAA+OND（1 mg/kg）组，每组n = 6。TAA按300 mg/kg/day腹腔注射连续3天诱导急性HE；OND按0.5或1 mg/kg腹腔注射连续2天。检测血清和脑谷氨酰胺、肝脑氧化/抗氧化参数（MDA、MPO、NO、SOD、CAT）、H&E组织病理半定量评分，以及TLR2、NF-κB、IL-1β、GFAP、NLRP3、caspase-1免疫组化。统计采用ANOVA、Welch ANOVA、Kruskal-Wallis等。

研究结果：
2.1 对血清和脑谷氨酰胺水平的影响：通过商业ELISA检测，TAA组血清和脑谷氨酰胺均显著高于对照组。OND降低血清谷氨酰胺，但经Bonferroni校正后未达统计学显著；OND在0.5 mg/kg和1 mg/kg均显著降低脑谷氨酰胺，且1 mg/kg组与对照组无显著差异。结论是OND对脑谷氨酰胺的降低作用较循环谷氨酰胺更明显。
2.2 对氧化应激标志物的影响：TAA组肝MDA显著升高，OND两个剂量均显著降低肝MDA，但仍高于对照组，两剂量间无差异；脑MDA在TAA组升高，但OND未显著改变。肝MPO在TAA组升高，OND降低，0.5 mg/kg较1 mg/kg更明显；脑MPO在OND单用组最高，与TAA组比仅0.5 mg/kg组显著降低。肝NO在0.5 mg/kg组显著低于TAA组，1 mg/kg组无差异；脑NO在各组间无显著差异。结论是OND对氧化应激标志物呈组织和标志物特异性调节。
2.3 对抗氧化防御标志物的影响：TAA组肝SOD显著降低，OND增加肝SOD，0.5 mg/kg较1 mg/kg更明显；脑SOD在TAA组较OND单用组降低，仅0.5 mg/kg组较TAA组显著增加。肝CAT在0.5 mg/kg组较TAA组显著降低，1 mg/kg组无差异；脑CAT在TAA组降低，OND两个剂量均显著增加。结论是OND部分改善抗氧化防御，且存在组织与剂量差异。
2.4 对TAA诱导HE大鼠组织病理学改变的影响：
2.4.1 肝脏组织病理学：H&E半定量显示，TAA导致严重肝细胞水肿变性和坏死；OND减轻水肿变性，0.5 mg/kg组为轻度改变，1 mg/kg组为中度改变；肝细胞坏死在0.5 mg/kg组中度减轻，1 mg/kg组仍严重。结论是OND减轻肝组织病理损伤，0.5 mg/kg更明显。
2.4.2 脑组织病理学：TAA组出现严重核固缩和退行性神经元改变；OND减轻组织病理严重程度，0.5 mg/kg组为轻度核固缩-退行性改变，1 mg/kg组为中度改变。结论是OND减轻脑组织病理损伤。
2.5 对TAA诱导HE大鼠免疫组织化学发现的影响：
2.5.1 肝脏免疫组织化学：IL-1β在对照和OND单用组阴性，TAA处理组弱；NLRP3在TAA组强，0.5 mg/kg组中，1 mg/kg组弱；TLR2在TAA组很强，对照、OND单用和0.5 mg/kg组弱，1 mg/kg组强；caspase-1在对照和OND单用组弱，TAA组很强，0.5 mg/kg组强，1 mg/kg组中，但所用抗体检测总caspase-1而非特异性活性形式；NF-κB在TAA和1 mg/kg组强，0.5 mg/kg组中。结论是OND降低部分肝脏炎症相关标志物免疫反应性，但为半定量总蛋白评估。
2.5.2 脑免疫组织化学：对照和OND单用组IL-1β、GFAP、NLRP3、NF-κB、caspase-1无明显免疫反应性，TLR2弱；IL-1β和NF-κB在TAA组最强，0.5 mg/kg组弱，1 mg/kg组中；GFAP在TAA和1 mg/kg组强，0.5 mg/kg组中；NLRP3在TAA和0.5 mg/kg组中，1 mg/kg组强；TLR2在TAA组很强，对照、OND单用和0.5 mg/kg组弱，1 mg/kg组中；caspase-1在所有组均未检出。结论是OND部分降低脑炎症标志物，但1 mg/kg未进一步降低NLRP3，caspase-1无差异。

讨论部分总结：研究人员认为，OND给药与TAA诱导的肝脏和脑生化、组织病理和神经炎症改变的部分改善相关，0.5 mg/kg通常比1 mg/kg效应更明显，但本研究未建立特定受体依赖机制。急性HE与慢性HE病理生理不同，TAA模型代表急性中毒性肝损伤，因此结果应主要在急性HE背景下解释。HE中5-羟色胺能神经传递改变为研究OND提供理由，但未评估5-HT₃受体表达，不能将效应特异性归因于5-HT₃受体。OND中枢穿透有限但可测，且未评估脑内浓度和靶点结合。脑谷氨酰胺显著降低，血清谷氨酰胺仅非显著下降；因未测血氨和GS活性，脑谷氨酰胺不能解释为系统性高氨血症改善。氧化/抗氧化参数变化呈组织特异性，肝效应较一致，脑效应异质，OND单用组脑MPO最高不能由现有数据解释。肝效应可能涉及间接系统、免疫、血管、神经或氧化还原机制，但未区分。研究未显示线性剂量反应，0.5 mg/kg应视为测试范围内效应最明显的剂量而非确定最佳剂量；肝损伤可能影响OND药代，但未测血药浓度和代谢酶。组织病理和免疫组化提供补充证据，OND减轻肝水肿变性、坏死和脑核固缩-退行性改变，并降低TLR2、NF-κB、IL-1β、GFAP、NLRP3等标志物，但免疫组化不代表通路功能抑制。局限包括未评估5-HT₃受体、血氨、GS、细胞共定位、行为/EEG/脑水肿及仅使用雌性大鼠。

研究结论翻译：总体而言，在TAA诱导的急性HE模型中，OND给药与代谢、氧化、炎症和组织病理学改变的部分减轻相关。效应具有组织和标志物特异性，且在0.5 mg/kg时通常比1 mg/kg更明显，表明在测试剂量范围内呈非线性剂量相关模式。这些发现支持在实验性HE中进一步研究OND；然而，本研究并未建立直接的5-HT₃受体依赖机制或治疗效果。需要进一步开展包含受体特异性方法、药代动力学评估、氨和谷氨酰胺合成酶测量以及功能性神经结局的研究，以阐明这些发现的机制和转化相关性。