β-石竹烯减轻继发于慢性肾脏病的肺部炎症

《Biochemical and Biophysical Research Communications》：Beta-caryophyllene reduces lung inflammation secondary to chronic kidney disease

　　

摘要

背景

慢性肾脏病 (CKD) 导致数百万人死亡，并且是其他疾病发展的已知风险因素。CKD 与以中性粒细胞浸润和水肿为特征的肺损伤有关。尽管有证据表明肺部是 CKD 中受累的可器官，但目前没有治疗手段可以减轻肺损伤。大麻素 2 型受体 (CB₂) 激活已被证明可减少脓毒症中的肾功能不全和器官损伤。

目的

因此，本研究旨在评估 β-香附石烯 (βC)，一种 CB₂ 激动剂，对 CKD 诱导的肺部改变的影响。

方法

雄性瑞士小鼠接受 5/6^th 部分肾切除术 (PNx) 模型，并随机分为三组：假手术组、PNx+ 溶剂组和 PNx+βC 组 (10 mg/kg/天)。术后第 7 至 14 天进行治疗。第 15 天采集支气管肺泡灌洗液、血液和器官。

结果

PNx 动物表现出肺内白细胞浸润、MPO 活性和蛋白质含量增加。肺组织的组织学分析显示损伤迹象和过量的超氧产生。Western blot 检测还发现 PNx 动物肺中 ICAM-1 表达增加。βC 治疗减轻了 CKD 小鼠肺中的炎症细胞浸润和蛋白外渗，并降低了 ICAM-1 表达。βC 改善了肾功能参数，这可能至少部分贡献于肺炎症的减轻。各组间 CB₂ 受体表达无差异。

结论

总之，βC 减轻了 PNx 诱导的肺部变化，支持其作为 CKD 肺损伤辅助治疗药物的潜力。

引言

慢性肾脏病 (CKD) 是全球第 12 位主要死因，估计患病率为 9.1%，每年导致 120 万人死亡 (Bikbov 等，2020)。肾功能不全的一个主要后果是毒性物质的积累，如尿毒症毒素和炎症介质，这些物质通常应由肾脏排泄。这些物质会导致系统性损伤和功能障碍，影响其他器官 (Webster 等，2017)。

CKD 也是其他疾病发展的风险因素 (Zoccali 等，2017)。事实上，许多患者在出现与 CKD 相关的并发症之前一直无症状，诊断通常是在其他系统主要受损后才做出的 (Webster 等，2017)。研究表明，CKD 在慢性阻塞性肺病患者中很常见 (Fedeli 等，2017; Zoccali 等，2017)，并且是脓毒症和肺炎发展的风险因素 (Oliveira 等，2022; Su 等，2020; Wang 等，2011)。肺和肾通过神经内分泌介导的炎症途径相连，这种相互作用是双向的 (Zoccali 等，2017)。此外，已知患有缺血性急性肾损伤 (AKI) 和 CKD 的啮齿动物表现出肺损伤 (Klein 等，2008; Nemmar 等，2017)。尽管越来越多的证据表明肺部作为可器官易受 CKD 损害，但目前尚无治疗手段可预防或减少 CKD 诱导的肺损伤。

内源性大麻素系统在调节血流动力学和钠管重吸收方面起着关键作用，从而维持肾脏稳态 (Deutsch 等，1997; Koura 等，2004; Park 等，2017; Pressly 等，2019)。已在小鼠、大鼠和人类的肾脏中报道了 CB₁ 和 CB₂ 受体的表达 (Park 等，2017)。更具体地说，已在足细胞、近端肾小管和肾小球系膜细胞中证实了 CB₂ 受体的表达 (Barutta 等，2011; Tam, 2016)。CB₂ 受体激活已在与肥胖相关的肾功能不全模型 (Jenkin 等，2016)、缺血再灌注损伤 (Nettekoven 等，2016)、糖尿病肾病 (Barutta 等，2011; Zoja 等，2016) 和顺铂诱导的肾毒性 (Horváth 等，2012; Mukhopadhyay 等，2016, 2010) 中显示出有益效果。此外，已在肺内皮细胞中鉴定出 CB₂ 表达 (Zoratti 等，2003)，CB₂ 激活已被证明可减少肺损伤并改善脓毒症中的器官功能 (Souza 等，2023)。

β-香附石烯是一种 CB₂ 受体激动剂，对 CB₂ 具有高亲和力，而对 CB₁ 亲和力低或无亲和力 (Gertsch 等，2008)。它天然存在于黑胡椒、牛至、肉桂和大麻等各种植物的精油中。β-香附石烯通过减轻炎症和氧化应激，在各种实验模型中显示出保护作用，从而保护器官免受损伤 (Jha 等，2021)。

由于尚无治疗 CKD 诱导的肺损伤的药物，考虑到 β-香附石烯的治疗潜力，本研究旨在评估这种植物大麻素对小鼠 5/6^th 部分肾切除术 (PNx) 模型诱导的肺部变化的影响。

章节片段

动物

雄性 瑞士 小鼠 (70 - 80 天龄，40 ± 10 g) 由圣卡塔琳娜联邦大学 (UFSC) 中央动物设施提供。动物在实验开始前在温度和光照控制的房间 (24 ± 2 ?C；12 小时光照/黑暗周期；早上 7 点亮灯) 中适应 7 天，位于肾脏和心血管药理学实验室 (LabCaRe / UFSC) 的分区动物设施，自由摄取水和食物 (Puro Trato, Santo Augusto, RS, Brazil) 自由摄取

β-香附石烯在 15 天内减轻了小鼠 5/6^th 部分肾切除诱导的肾功能不全

评估了多个参数以确认 5/6^th 部分肾切除模型成功诱导了 CKD。组织学分析显示 CKD 小鼠肾脏中有白细胞浸润、小管肥大和扩张、纤维组织和胶原沉积 (补充图 1)。与假手术动物相比，CKD 小鼠的血浆肌酐 (假手术：0.56 ± 0.08；PNx：0.77 ± 0.25 mg/dl；*p<0.05) 和尿素水平 (假手术：40.5 ± 5.6；PNx：94.6 ± 39.3 mg/dl；*p<0.05) 升高。尿量在

讨论

本研究首次证明 β-香附石烯减轻了小鼠慢性肾脏病 (CKD) 相关的肺炎症。主要的抗炎作用是减少了肺内白细胞浸润，这与肺组织中 ICAM-1 表达的降低有关。

使用 Wang 及其同事开发的 5/6^th 部分肾切除模型成功在小鼠中诱导了 CKD (Wang 等，2017)。评估了多个参数以确认

CRediT 作者贡献声明

Filipe Rodolfo Moreira Borges Oliveira：写作 – 审阅与编辑，调查。Gustavo Ferreira-Alves：写作 – 审阅与编辑，调查，概念化。Maria Eduarda Sandin Milani Schütz：方法论，调查。Bruna Barcelos de Simas：写作 – 原始草稿，方法论，调查，形式分析，概念化。Regina Sordi：写作 – 审阅与编辑，写作 – 原始草稿，监督，资源，资金获取，形式分析，概念化。

伦理声明

本研究按照 ARRIVE (动物研究：体内实验报告) 指南进行。本研究获得了机构动物使用伦理委员会 (CEUA/UFSC) 批准。(批准号 4290051019)

数据可用性

数据可根据请求提供。

财务支持

本研究由国家科学技术研究理事会 (CNPq，巴西；资助号 405538/2021-9, 403615/2023-2, 409592/2024-2)、高等教育部人员协调基金会 (CAPES；巴西教育部) 以及圣卡塔琳娜州研究与创新基金会 (FAPESC，巴西；资助号 2021TR000318 和 2025TR001623) 支持。

利益冲突声明

? 作者声明以下财务利益/个人关系，可能被视为潜在的利益冲突：Regina Sordi 报告获得国家科学技术研究理事会提供的财务支持。Regina Sordi 报告获得圣卡塔琳娜州研究与创新基金会提供的财务支持。Daniel Fernandes 报告获得国家科学技术研究理事会提供的财务支持。

致谢

作者感谢圣卡塔琳娜联邦大学 (LAMEB/UFSC) 多用户生物研究实验室为开展实验测试提供基础设施，并感谢 Letícia Kramer Pacheco、Daiane Mara Bobermin 和 Adriane Madeira 提供的技术协助。

Bruna Barcelos de Simas|Maria Eduarda Sandin Milani Schütz|Gustavo Ferreira-Alves|Filipe Rodolfo Moreira Borges Oliveira|Gustavo Jorge dos Santos|Evelise Nazari|Daniel Fernandes|Regina Sordi

药理学系，圣卡塔琳娜联邦大学 (UFSC) 生物科学中心，巴西圣卡塔琳娜州