《JOURNAL OF APPLIED TOXICOLOGY》：Protective Effects of Imeglimin Against Oxaliplatin-Induced Peripheral Neurotoxicity: Evidence From In Vitro and In Vivo Studies
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奥沙利铂是一种以铂为基础的抗癌药，广泛用于胃肠道恶性肿瘤；然而，已知其可引起剂量依赖性的周围神经病变，即奥沙利铂诱导性周围神经病变（oxaliplatin-induced peripheral neuropathy, OIPN），这是一种具有特征性的药物不良反
奥沙利铂是一种以铂为基础的抗癌药，广泛用于胃肠道恶性肿瘤；然而，已知其可引起剂量依赖性的周围神经病变，即奥沙利铂诱导性周围神经病变（oxaliplatin-induced peripheral neuropathy, OIPN），这是一种具有特征性的药物不良反应。OIPN会导致生活质量下降，并且常常需要减少奥沙利铂剂量或停药；然而，针对OIPN的有效预防策略尚未建立。Imeglimin是一种口服抗糖尿病药物，属于glimin类，已有研究提示其可影响细胞能量代谢的关键环节。由于二甲双胍（metformin）与imeglimin在结构和作用机制上具有相似特征，且前者可预防OIPN并具有独特的药理作用，研究人员采用体外和体内模型考察了imeglimin是否同样能够预防OIPN。在体外实验中，imeglimin减轻了F11神经元细胞中奥沙利铂诱导的细胞死亡、轴突缩短及氧化应激。在体内实验中，imeglimin预防了大鼠OIPN模型中机械刺激撤退阈值的下降，并减轻了坐骨神经轴突损伤。重要的是，imeglimin并未削弱奥沙利铂在多种癌细胞系中的细胞毒性，也未降低其在荷瘤小鼠中的抗肿瘤效力。这些结果提示，imeglimin可能在不损害奥沙利铂抗肿瘤活性的情况下预防OIPN。
该研究发表于《JOURNAL OF APPLIED TOXICOLOGY》，围绕奥沙利铂诱导性周围神经病变（oxaliplatin-induced peripheral neuropathy, OIPN）的预防问题展开。奥沙利铂是结直肠癌、胰腺癌和胃癌等胃肠道恶性肿瘤一线治疗中的关键铂类药物，但其累积剂量依赖性的慢性周围神经毒性是限制临床用药强度的主要原因之一。OIPN一旦形成，患者常出现持续性疼痛、麻木、感觉过敏和机械性异常痛，不仅显著降低生活质量，还常迫使临床减少剂量甚至中止治疗。尽管既往研究从离子通道失调、氧化应激、炎症反应和线粒体功能障碍等多个病理环节探索了潜在干预手段，但随机试验中始终缺乏确切有效的预防药物，现行指南也尚未建立可靠的预防方案。因此，寻找一种既能保护外周神经、又不削弱奥沙利铂抗肿瘤效应的可转化药物，具有明确而迫切的临床意义。
在这一背景下，研究人员选择了口服降糖药Imeglimin作为候选干预药物。该药属于glimin类，已在日本获批用于2型糖尿病治疗，其已知药理特征包括调节细胞能量代谢、改善线粒体功能及减轻氧化应激。论文提出这一研究的理论基础在于：与Imeglimin具有部分结构和机制相似性的二甲双胍（metformin）已被报道对OIPN具有预防作用，而Imeglimin还具有较低乳酸性酸中毒风险及潜在神经保护优势。因此，研究核心问题是：Imeglimin能否通过减轻氧化应激、维持神经元与轴突完整性，从而预防慢性OIPN，同时不影响奥沙利铂的抗肿瘤活性。
研究人员主要采用了体外细胞模型与体内动物模型相结合的研究策略。体外部分使用F11细胞（大鼠背根神经节神经元与小鼠神经母细胞瘤杂交细胞）评估奥沙利铂诱导的神经毒性，通过WST-8法检测细胞活性、以神经生长因子（NGF）诱导神经突起后测量轴突长度，并采用DCFH-DA荧光探针评估活性氧（ROS）水平。体内部分采用雄性Sprague–Dawley大鼠建立慢性OIPN模型，通过von Frey实验检测机械性异常痛，并对坐骨神经进行甲苯胺蓝染色及轴突圆形度定量分析。为评价是否影响抗肿瘤效应，研究还检测了CT26、HCT116、MKN45和MIA PaCa-2细胞的药物反应，并在CT26荷瘤BALB/c小鼠中观察肿瘤体积变化。样本来源包括大鼠OIPN模型、CT26荷瘤小鼠模型以及上述肿瘤细胞系。
在研究结果方面，论文首先报告了Imeglimin在体外模型中对OIPN的影响。
3.1 Effects of Imeglimin on OIPN in In Vitro Models
研究人员首先通过F11细胞活性测定评估Imeglimin对奥沙利铂细胞毒性的拮抗作用。结果显示，100 μM奥沙利铂显著降低F11细胞存活率，而1000 μM Imeglimin可显著抑制这种细胞活性下降，说明Imeglimin对奥沙利铂诱导的神经元损伤具有保护作用。进一步的神经轴突评估显示，30 μM奥沙利铂可导致神经突显著缩短，而1000 μM Imeglimin能够显著抑制这一轴突缩短现象，提示其有助于维持神经突起结构完整性。随后，研究人员以DCFH-DA荧光强度作为ROS生成指标，发现奥沙利铂显著增加氧化应激，而Imeglimin可显著抑制ROS生成。综合该部分结果可见，Imeglimin在体外不仅减轻细胞死亡，还同时改善轴突损伤与氧化应激，支持其具有神经保护特性。
接着，论文分析了Imeglimin在体内OIPN模型中的作用。
3.2 Effects of Imeglimin on OIPN in In Vivo Models
研究人员在大鼠中反复给予奥沙利铂建立慢性OIPN模型，结果发现，与溶剂组相比，奥沙利铂组在第25天机械刺激撤退阈值显著下降，表明出现明显机械性异常痛。联合给予Imeglimin后，这种阈值下降被剂量依赖性减轻，其中100 mg/kg和300 mg/kg均有效，且300 mg/kg作用更明显。这说明Imeglimin可在功能层面缓解奥沙利铂所致痛觉异常。形态学分析进一步显示，奥沙利铂诱导大鼠坐骨神经出现明显轴突损伤，而300 mg/kg Imeglimin可减轻这一病理改变。以轴突圆形度为量化指标时，奥沙利铂显著降低轴突圆形度，而Imeglimin显著抑制这种下降。该部分结果表明，Imeglimin不仅改善行为学异常，也减轻外周神经结构损害，体内结果与体外观察到的抗氧化与轴突保护效应具有一致性。
随后，研究人员考察了Imeglimin是否影响奥沙利铂对肿瘤细胞的杀伤作用。
3.3 Effects of Imeglimin on Oxaliplatin-Induced Toxicity in Cultured Cancer Cell Line
在CT26、HCT116、MKN45和MIA PaCa-2四种癌细胞中，奥沙利铂均显著降低细胞存活率，提示模型能够反映其抗肿瘤细胞毒性。Imeglimin与奥沙利铂联用后，并未削弱这种细胞毒性；相反，在CT26、HCT116和MKN45细胞中，Imeglimin在部分浓度下还增强了奥沙利铂的细胞毒作用，而在MIA PaCa-2细胞中则未见明显影响。这部分结果说明，Imeglimin至少不会在体外层面抵消奥沙利铂对多种胃肠道相关肿瘤细胞的杀伤作用。
论文进一步在动物肿瘤模型中验证了这一点。
3.4 Effects of Imeglimin on the Antitumor Activity of Oxaliplatin in Tumor-Bearing Mice
在CT26荷瘤小鼠中，奥沙利铂显著抑制肿瘤体积增长，证实其体内抗肿瘤效应明确。加入100或300 mg/kg Imeglimin后，奥沙利铂的抑瘤作用并未减弱，肿瘤生长也未因联合给药而增加。这一结果与体外癌细胞实验相互印证，表明Imeglimin在发挥神经保护作用的同时，并不会损害奥沙利铂的抗肿瘤疗效，这是该研究具有转化潜力的关键结论之一。
从讨论部分来看，作者围绕“OIPN的病理基础—Imeglimin的潜在作用机制—临床转化价值与局限性”展开了系统总结。研究人员指出，OIPN被认为起始于奥沙利铂在背根神经节（dorsal root ganglia, DRG）神经元中的摄取，继而通过氧化应激增加和线粒体功能障碍造成神经元胞体损伤，并进一步引发轴突变性和脱髓鞘。该研究中，Imeglimin在体外抑制ROS生成、改善细胞活性和神经突长度，在体内减轻机械性异常痛与坐骨神经轴突损伤，因此研究人员认为其神经保护效应与抑制氧化应激和维持线粒体相关功能密切相关。文中还结合既往文献指出，Imeglimin可竞争性抑制线粒体呼吸链复合体I并激活复合体III，在不损害三磷酸腺苷（ATP）合成的情况下降低线粒体ROS生成；此外，其与二甲双胍共享的AMP活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase, AMPK）活化特征，也可能参与对神经病理性疼痛和轴突损伤的抑制。
不过，作者同样明确了研究边界。首先，本研究动物实验观察期为4周，而临床OIPN往往可持续数月至数年，因此尚不能将结果直接等同于长期临床疗效。其次，本研究评估的是预防性给药，而非OIPN形成后的治疗作用。再次，研究虽观察了坐骨神经变化，但未直接检测DRG、足底远端神经纤维，也未系统测量线粒体膜电位、ATP生成或氧耗率（oxygen consumption rate, OCR）等指标，因此作用机制仍需进一步精细阐明。对于抗肿瘤方面，研究虽然提示Imeglimin不削弱奥沙利铂疗效，但其对肿瘤代谢的影响尚需更多基础和临床研究验证。作者还指出，本研究仅纳入雄性动物，未能回答潜在的性别差异问题。
总体而言，该研究的重要意义在于提出了Imeglimin作为OIPN预防策略的可行性证据。相较于尚缺乏有效预防药物的现状，Imeglimin兼具已上市药物再利用价值、较好的安全性特征以及不损害化疗抗肿瘤活性的优势，尤其对合并糖尿病或高风险发生OIPN的人群具有潜在应用前景。论文的核心贡献不在于完全阐明机制，而在于通过体外和体内证据链证明：Imeglimin能够在神经保护与抗肿瘤保留之间取得平衡，为后续机制研究和临床转化研究提供了基础。
研究结论部分可译为：在体外，Imeglimin抑制了奥沙利铂在F11细胞中诱导的细胞存活下降、神经轴突缩短和氧化应激。在体内，Imeglimin给药减轻了OIPN模型大鼠对机械刺激撤退阈值的降低以及坐骨神经轴突损伤。相反，Imeglimin并未抑制奥沙利铂对多种癌细胞系的细胞毒性，也未影响其在荷瘤小鼠中的抗肿瘤效力。综上，这些发现表明Imeglimin是OIPN一种有前景的预防策略，值得进一步开展机制性与临床研究。
