《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》：Chrysin mitigates ciprofloxacin-induced nephrotoxicity: associations with notch/HES1 signaling, inflammation, and a ferroptosis-related molecular signature
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本研究聚焦于临床常用抗生素环丙沙星（CIP）引起的剂量限制性肾毒性问题。研究人员探讨了天然黄酮类化合物白杨素（CHR）对CIP诱导的大鼠肾损伤的全面保护机制。研究发现，CHR能够显著改善肾功能，修复肾脏组织结构，其保护作用与恢复氧化还原平衡、抑制炎症（NF-κB/TNF-α/IL-17A）和细胞凋亡（Bax/Bcl-2/Caspase-3）信号、调控铁死亡相关基因（GPX4/TfR1/PTGS2）表达，并抑制Notch/HES1信号通路的异常激活有关。该研究首次系统揭示了CHR通过多靶点作用减轻CIP肾毒性的分子机制，为其作为临床辅助治疗药物提供了新的理论依据。
环丙沙星是一种广泛应用的广谱抗生素，是治疗泌尿、呼吸、消化道及全身性感染的主力军之一。然而，这把对抗细菌的“利剑”也伴随着显著的副作用，其中剂量依赖性的肾毒性是其临床应用中一个严峻的挑战，可能导致急性肾损伤、急性肾小管间质性肾炎等严重后果。肾脏为何如此脆弱？这主要源于药物易于在肾小管上皮细胞内蓄积，引发一系列连锁反应。目前普遍认为，氧化应激是驱动这一损伤过程的核心“发动机”，它会点燃炎症的“烽火”，并最终触发程序性细胞死亡的“开关”，导致肾单位不可逆的损失。尽管其治疗价值重大，但寻找能够在不影响其抗菌效能的前提下，安全有效地减轻其肾毒性的辅助策略，已成为一个紧迫的临床需求。
在这一背景下，源自蜂蜜、蜂胶等天然产物的黄酮类化合物——白杨素，走入了研究者的视野。它已被证实具有强大的抗氧化、抗炎、抗细胞凋亡等多重生物活性，并在对抗其他肾毒性物质（如顺铂、庆大霉素）时显示出肾脏保护潜力。然而，这把天然的“保护伞”能否为环丙沙星肾病提供庇护？其背后具体的分子防御网络又是如何构建的？特别是，近年来备受关注的铁死亡（一种铁依赖性的新型程序性细胞死亡形式）以及发育相关的Notch信号通路在肾损伤与修复中的角色日益凸显，它们是否参与了环丙沙星的肾毒性过程？白杨素能否对这些通路进行调控？这些问题此前均未被探索。
为了回答这些问题，一支研究团队在《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》上发表了一项深入研究。他们以大鼠为模型，系统地揭示了白杨素对抗环丙沙星肾毒性的多靶点保护机制，首次将Notch/HES1信号轴与炎症-铁死亡-凋亡网络联系在一起，描绘了一幅清晰的肾脏防御图谱。
为了开展这项研究，研究人员主要采用了以下几项关键技术方法：他们建立了雄性Wistar大鼠的环丙沙星肾毒性模型，并设置对照组、白杨素单独处理组、环丙沙星模型组及环丙沙星与白杨素联合处理组。通过检测血清尿素和肌酐水平评估肾功能。利用生化方法测定肾组织中的氧化应激指标丙二醛（MDA）和抗氧化物质（谷胱甘肽GSH，超氧化物歧化酶SOD，过氧化氢酶CAT，谷胱甘肽过氧化物酶GPx）。采用实时定量PCR技术分析炎症、凋亡、铁死亡及Notch通路相关基因的mRNA表达变化。最后，通过组织病理学染色评估肾脏结构损伤，并利用免疫组化检测肾损伤标志物KIM-1和水通道蛋白Aquaporin-1（AQP-1）的表达。
研究结果
CHR改善CIP诱导的肾功能障碍
环丙沙星处理导致大鼠血清尿素和肌酐水平急剧升高，分别增加了115.5%和176.3%，表明白杨素能有效减轻CIP引起的肾功能损害。
CHR恢复抗氧化防御并减轻脂质过氧化
CIP引发了显著的氧化应激，表现为MDA水平升高73.1%，同时抗氧化防御系统（GSH, SOD, CAT, GPx）被严重削弱。白杨素联合治疗显著逆转了这些变化，降低了MDA水平，并恢复了抗氧化酶活性和GSH含量。
CHR调节失调通路的基因表达
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经典炎症轴与IL-17A通路：CIP激活了强烈的炎症反应，NF-κB、TNF-α和IL-17A的基因表达显著上调。白杨素共同处理显著下调了这些炎症因子的表达。
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内在凋亡：CIP处理上调了促凋亡基因Caspase-3和Bax的表达，并抑制了抗凋亡基因Bcl-2的表达。白杨素干预有效逆转了这些凋亡相关标志物的异常变化。
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GPX4/TfR1轴失调与PTGS2表达：CIP引起了铁死亡相关标志物的显著改变：PTGS2和TfR1表达上调，而GPX4表达下调。白杨素联合治疗显著改善了这一铁死亡相关表型，恢复了GPX4表达并降低了PTGS2和TfR1水平。
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Notch信号通路：本研究发现CIP暴露激活了Notch信号通路，Notch及其下游效应因子HES1的mRNA表达均显著增加。白杨素共同处理显著抑制了Notch/HES1通路的激活。
组织学和免疫组织化学分析
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肾组织结构和损伤评分的组织病理学分析：H&E染色显示，CIP导致严重的肾实质损伤，包括肾小球变形、肾小管空泡化、上皮细胞脱落、间质水肿和炎症细胞浸润。白杨素联合治疗显著减轻了这些组织病理学改变，半定量损伤评分也显著降低。
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肾损伤的免疫组织化学分析：免疫组化结果显示，CIP处理强烈上调了近端肾小管损伤标志物KIM-1的表达，并显著下调了与水平衡相关的水通道蛋白AQP-1的表达。白杨素干预显著抑制了KIM-1的上调，并部分恢复了AQP-1的表达，表明白杨素能减轻肾小管损伤并保护其功能完整性。
研究结论与意义
本研究得出结论，白杨素能通过多靶点作用对抗日渐成为临床治疗难题的环丙沙星肾毒性。其保护机制是“多管齐下”的：首先，它从源头入手，修复了被破坏的细胞氧化还原平衡，重建了抗氧化防御体系。其次，它精准地抑制了包括IL-17A在内的关键炎症信号通路，阻断了炎症的级联放大。更为重要的是，本研究首次发现并证实，环丙沙星肾毒性中存在着Notch/HES1信号通路的异常激活，而白杨素能够有效抑制这一通路。Notch通路的抑制，可能与上游氧化应激和炎症的减轻有关，同时也可能反过来进一步抑制炎症和细胞死亡。最后，白杨素还调节了细胞命运，既抑制了经典的线粒体凋亡途径（平衡Bax/Bcl-2，抑制Caspase-3），也改善了与铁死亡相关的分子特征（上调GPX4，下调TfR1和PTGS2）。
这些在分子和细胞层面的保护作用，最终汇聚成可观测的器官功能改善：血清尿素和肌酐水平恢复正常，肾小管损伤标志物KIM-1减少，水转运蛋白AQP-1得以保留，肾脏的组织结构也得到了显著修复。
这项研究的意义重大。它不仅系统阐明了白杨素对抗环丙沙星肾毒性的复杂分子网络，首次将Notch/HES1信号轴与炎症-铁死亡-凋亡网络联系起来，为理解药物性肾损伤的机制提供了新视角。更重要的是，它验证了天然产物白杨素作为一种多靶点肾脏保护剂的巨大潜力，为开发能够安全拓宽环丙沙星治疗窗的临床辅助用药提供了坚实的临床前证据和明确的作用靶点。未来，围绕白杨素与环丙沙星合用的药代动力学相互作用，以及其肾脏保护作用在更多模型中的验证，将是推动其走向临床应用的下一步关键研究方向。
