松花粉提取物与岩藻多糖通过调节氧化应激和炎症通路对阿霉素诱导的急性肾损伤的协同保护效应

《International Journal of Biological Macromolecules》：Synergistic protective effects of pine pollen extract and fucoidan on adriamycin-induced acute kidney injury via regulation of oxidative stress and inflammatory pathways

　　PPAE和FUC在体内外协同减轻ADR诱导的急性肾损伤。整合RNA-seq与网络药理学揭示了双重抗氧化和抗炎机制。该协同作用与Nrf2-Keap1-GPX4和NF-κB信号通路密切相关。PPAE和FUC重塑了ADR诱导的肠道菌群失调，并改善了肾脏组织病理形态。引言阿霉素（ADR），又称多柔比星，是一种强效广谱蒽环类抗生素，广泛用于乳腺癌、白血病和实体瘤等多种恶性肿瘤的化疗[1]，[2]。然而，其对非靶器官的剂量依赖性毒性显著限制了其临床应用。尽管心脏毒性是最广为人知的副作用，但ADR诱导的肾毒性已被报道可导致患者肾功能衰竭，目前尚无有效的治疗方法来应对ADR引起的肾损伤[3]，[4]，[5]。它常表现为急性肾损伤（AKI），其特征为肾小管上皮细胞死亡和肾小球损伤，并进展为慢性肾病或肾衰竭[6]，[7]。鉴于肾脏在代谢排泄中的重要作用及其对药物的易感性，在不损害其抗肿瘤疗效的前提下开发多靶点协同策略以预防ADR诱导的肾损伤，仍然是临床肾病学和肿瘤学亟需解决的重大课题。ADR诱导肾毒性的机制复杂且涉及多种因素。既往研究表明，氧化应激与炎症之间的失衡是肾损伤的核心驱动力[3]。尽管ADR诱导肾毒性的确切分子机制尚未完全阐明，但先前的研究指出，活性氧（ROS）在此过程中起关键作用，触发了一系列有害通路，包括细胞凋亡、炎症、自噬流失调和纤维化。诱导的氧化爆发使内源性抗氧化防御系统不堪重负，导致脂质过氧化、DNA损伤和线粒体功能障碍。此外，氧化应激是炎症反应的强效触发因素[8]，[9]。ROS的积累激活下游炎症信号级联，促进促炎细胞因子（如TNF-α）的释放并招募免疫细胞至损伤部位[10]。氧化应激与炎症之间的这种相互作用形成了恶性循环，加速了肾小管细胞凋亡和组织坏死。因此，能够同时恢复氧化还原稳态并抑制炎症的治疗剂被认为是理想的肾保护候选药物。近年来，天然多糖因其多靶点特性和低毒性在肾脏疾病管理中受到越来越多的关注[11]。既往研究表明，来源于Flammulina velutipes（白玉菇）[12]、Polygonatum odoratum（玉竹）[13]、Astragalus membranaceus（黄芪）[14]、Poria cocos（茯苓）[15]和Polygonum cuspidatum（虎杖）[16]的天然多糖，通过各种机制和分子靶点发挥对AKI的保护作用。重要的是，岩藻多糖（FUC）——一种来源于褐藻的硫酸化多糖——已成为管理各种肾脏疾病的有前景的天然化合物，这主要归因于其强效的抗氧化、抗炎和多靶点特性[17]。近期的临床前研究广泛证明了其减轻由多种病因诱导的肾损伤的能力。在药物诱导的肾毒性模型中，FUC及其纳米制剂对顺铂和环磷酰胺引起的损伤显示出显著的保护作用[18]，[19]，[20]。已确定的机制高度多样化，涉及对关键炎症和细胞应激通路的调节。此外，FUC已被证明可通过PI3K/AKT/Nrf2通路保护糖尿病肾病，通过抑制JAK2/STAT3信号通路保护高尿酸血症诱导的肾纤维化[21]，[22]。另一种天然多糖——松花粉提取物，来源于传统药用植物Pinus massoniana（马尾松），在多种疾病模型中表现出显著的抗氧化和免疫调节活性[23]，[24]。目前，关于松花粉对AKI保护作用的证据仍然有限。Hu等人初步证明，Pinus massoniana花粉的水提取物可减轻大鼠镉诱导的肾损伤；然而，其潜在机制尚未阐明[25]。尽管越来越多的证据表明FUC在各种肾损伤模型中有效，但与其他关注ADR诱导心脏毒性的研究相比，关于其对ADR诱导肾毒性的保护作用的研究仍然相对有限[26]，[27]。此外，当FUC与其他基于多糖的治疗方案联合使用时，其协同特性——这是天然医学中的常见做法——在很大程度上尚不清楚，有待进一步研究。为克服这些局限性，联合疗法已成为一种有前景的策略。药物相容性概念表明，联合使用具有互补机制的药物可以产生协同效应[28]。这种协同作用可以在较低剂量下增强疗效。然而，松花粉与岩藻多糖的联合使用是否对ADR诱导的肾毒性产生潜在的协同保护作用仍不清楚。此外，驱动这种潜在协同作用的具体分子机制尚未得到研究。在本研究中，我们将网络药理学分析与RNA-seq技术相结合，并辅以体内和体外实验，来调查其协同肾保护效果。我们的研究结果验证了联合使用PPAE和FUC的临床潜力，为减轻化疗相关肾毒性提供了一种基于证据的多靶点天然方法。部分摘要试剂和化学试剂松花粉购自烟台新时代健康产业有限公司。松花粉水提取物（PPAE）通过水提法制备，在40°C下旋转蒸发浓缩，并使用SCIENTZ-30FG/A冻干机冻干。岩藻多糖（FUC，纯度≥97%）由自然资源部第三海洋研究所提供。两种提取过程均根据初步的单因素和响应面分析确定的优化条件进行基于阿霉素（ADR）诱导的HK-2细胞损伤模型，网络药理学分析PPAE和FUC生物活性成分对AKI的作用对功能性食品或传统中药材，包括松花粉及其酶解物和发酵产物、岩藻多糖、Codonopsis pilosula（党参）、Angelica sinensis（当归）、Astragalus membranaceus（黄芪）、Cassia obtusifolia（决明）、Curcuma longa（姜黄）、Polygonatum odoratum（玉竹）、Platycodon grandiflorus（桔梗）和苦杏仁的细胞保护作用进行了评估（图S1A-B）。表现出显著保护作用的药材讨论阿霉素（ADR）的临床应用受其剂量依赖性肾毒性的限制，而有效的预防策略仍然不足。尽管天然多糖在肾保护方面显示出巨大潜力，但来自不同生物来源的多糖联合使用的潜在协同功效在很大程度上仍未被探索。在本研究中，我们首次证明松花粉水提取物（PPAE）与岩藻多糖（FUC）的联合使用可发挥……结论总之，本研究首次提供了PPAE与FUC联合使用对ADR诱导的肾毒性具有协同肾保护作用的证据。这种保护作用是通过协调机制实现的，即增强Nrf2/HO-1/GPX4介导的抗氧化防御并抑制NF-κB驱动的炎症。肠道菌群组成和丰度的改变与AKI的调控高度相关，可能通过肠-肾轴发挥作用。这些发现不仅验证了……作者贡献声明**Xiaomin Xi：** 写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿撰写，可视化，验证，软件，项目管理，方法学，调查，数据整理，概念构思。**Hailong Zheng：** 写作 – 初稿撰写，可视化，软件，项目管理，方法学，调查，形式分析，数据整理，概念构思。**Chunping Luo：** 软件，方法学，形式分析，数据整理，概念构思。**Micun Zhong：** 调查，形式分析，数据……资金支持本工作得到以下项目资助：中国厦门市自然科学基金（项目编号：3502Z202571075）；自然资源部第三海洋研究所科研基金（项目编号：2025012）；福建省自然科学基金（项目编号：2025J08110）；以及福建省科技计划项目（项目编号：2024Y0078）。利益冲突声明作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文报告的工作。致谢作者衷心感谢MicrobiomeAnalyst平台（https://www.microbiomeanalyst.ca/）和OECloud平台的免费使用，用于数据分析，包括聚类、分类注释、丰度分析、alpha多样性、beta多样性和LEfSe分析。我们感谢GenesCloud平台（https://www.genescloud.cn/）协助图表生成。Xiaomin Xi | Hailong Zheng | Chunping Luo | Micun Zhong | Lei Yin | Ruting Chen | Jiahui Qian | Zhaoxi Liu | Yiping Zhang