《Food Science & Nutrition》：Broccoli Sprout Extract Restores Renal Lipid Metabolism in High-Fat Diet-Fed Mice Involving Modulation of AMPK/Nrf2 Signaling and the NLRP3 Inflammasome
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专业翻译摘要：西兰花芽提取物（BSE）在代谢性疾病中已显示出应用前景，但其对高脂饮食（HFD）喂养小鼠肾脏脂质代谢及肾损伤的影响尚不明确。本研究表明，12周BSE补充（600 mg/kg饲料）可显著改善HFD诱导的肾功能障碍，使血尿素氮（BUN）从6.29 m
专业翻译摘要：西兰花芽提取物（BSE）在代谢性疾病中已显示出应用前景，但其对高脂饮食（HFD）喂养小鼠肾脏脂质代谢及肾损伤的影响尚不明确。本研究表明，12周BSE补充（600 mg/kg饲料）可显著改善HFD诱导的肾功能障碍，使血尿素氮（BUN）从6.29 mmol/L降至3.02 mmol/L（下降52.0%），尿酸（UA）从56.38 μmol/L降至17.25 μmol/L（下降69.4%），血清肌酐（SCr）从19.21 μmol/L降至11.54 μmol/L（下降39.9%），同时使肾脏甘油三酯（TG）从3.86 mmol/g降至2.43 mmol/g（下降37.1%），总胆固醇（TC）从19.47 mmol/g降至14.43 mmol/g（下降25.9%）。BSE还恢复了氧化平衡，使超氧化物歧化酶（SOD）活性从4.37 U/mg蛋白升至6.54 U/mg蛋白（升高49.7%），总抗氧化能力（T-AOC）从1.78 μmol/mg蛋白升至2.97 μmol/mg蛋白（升高66.9%），并使丙二醛（MDA）从1.68 nmol/mg蛋白降至1.19 nmol/mg蛋白（下降29.2%）。非靶向脂质组学分析显示，BSE使四种与脂毒性相关的脂质介质恢复正常，包括CAR 22:1、LPC 16:0、PI-Cer 38:1; O3和NAE 26:5。在机制上，BSE激活AMPK信号通路（p-AMPKα2蛋白和AMPKα2 mRNA表达分别增加1.72倍和2.13倍），从而抑制脂肪生成（SREBP1和SCD分别下调21.4%和37.3%）并促进脂肪酸氧化（SIRT1、PPARα、CPT1A和PGC1α分别上调1.3、2.1、4.6和1.3倍）；增强Nrf2驱动的抗氧化防御（Nrf2、HO-1和NQO1 mRNA表达分别上调1.2、3.3和1.9倍）；并抑制NLRP3炎症小体级联反应（NLRP3降低29.0%，cleaved caspase-1降低13.8%，IL-1β降低39.5%）。上述发现证明，BSE通过调控AMPK/Nrf2信号及NLRP3炎症小体来保护HFD诱导的肾损伤，支持其作为代谢性肾脏疾病饮食策略的潜力。
论文解读文章：
**研究背景与目的**
慢性肾脏病（CKD）在全球范围内发病率和患病率持续上升，影响超过10%的全球人口。高脂血症、糖尿病和肥胖是CKD的主要危险因素。慢性高脂血症可导致肾脏脂质蓄积，进而引发脂毒性，激活氧化应激和促炎通路，最终造成细胞损伤和肾功能障碍。AMP活化蛋白激酶（AMPK）是脂质代谢和氧化还原稳态的关键上游调节因子，在HFD条件下其活性受抑，不仅促进肾脏脂质沉积，还破坏Nrf2介导的抗氧化防御系统，并进一步激活NLRP3炎症小体，形成炎症与细胞损伤的恶性循环。西兰花芽提取物（BSE）富含异硫氰酸酯（特别是萝卜硫素，SFN），具有抗氧化、抗炎和肾脏保护作用，但既往研究多聚焦于纯化合物或单一通路，对全BSE在代谢紊乱背景下的疗效和机制尚不清楚。本研究旨在阐明BSE是否通过同时激活AMPK/Nrf2轴和抑制NLRP3炎症小体发挥肾脏保护作用，并为其作为早期CKD预防的膳食干预提供机制基础。
**研究内容与结论**
研究人员采用高脂饮食诱导的小鼠肾病模型，将6周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为低脂饮食（LFD）、LFD+BSE、HFD、HFD+BSE四组，BSE以600 mg/kg饲料的剂量掺入饲料，干预12周。结果显示，BSE显著改善HFD诱导的肾功能障碍，降低BUN、UA、SCr水平；减少肾脏TG、TC和游离脂肪酸（FFA）蓄积，并减轻肾脏纤维化。组织病理学检查显示BSE缓解肾小球形态异常、鲍曼囊结构破坏、肾小管上皮细胞空泡变性及刷状缘丢失。非靶向脂质组学分析发现，BSE选择性调节四种脂质介质，包括CAR 22:1、LPC 16:0、PI-Cer 38:1; O3和NAE 26:5，提示其并非广泛逆转HFD诱导的脂质改变，而是精准调控位于代谢-炎症交汇节点的关键脂质。机制研究表明，BSE激活AMPKα2信号，抑制SREBP1和SCD介导的脂肪生成，同时上调SIRT1、PPARα、CPT1A和PGC1α以促进脂肪酸氧化，并恢复肾脏ATP水平。BSE还激活Nrf2通路，上调HO-1和NQO1表达，增强抗氧化能力。此外，BSE抑制NLRP3炎症小体活化，降低cleaved caspase-1和成熟IL-1β水平，并减少TNF-α和IL-6等促炎细胞因子。这些发现确立了BSE通过AMPK/Nrf2信号和NLRP3炎症小体调控发挥肾脏保护作用的机制框架。
**主要关键技术方法**
研究涉及以下关键技术：首先，采用超高效液相色谱-高分辨质谱（UPLC-HRMS）对BSE进行植物化学成分表征，明确其含约72%总硫代葡萄糖苷、10% SFN和12%总酚类。其次，通过H&E和Masson三色染色评估肾组织形态和纤维化。第三，采用自动生化分析仪和商品化试剂盒检测肾功能指标、脂质参数和氧化应激标志物。第四，运用免疫组织化学、Western blot和qRT-PCR检测蛋白和mRNA表达。第五，采用基于UPLC-TOF/MS的非靶向脂质组学分析肾脏脂质谱，并结合PLS-DA和通路富集分析。样本来源为Dali University动物实验中心批准的C57BL/6J小鼠。
**结果分述**
*3.1 BSE的植物化学成分组成*：UPLC-HRMS分析注释出36个主要峰，以碳水化合物及其缀合物（如硫代葡萄糖苷、棉子糖）、羟基肉桂酸和异硫氰酸酯为主；定量分析显示BSE含约72%总硫代葡萄糖苷、10% SFN和12%总酚类。
*3.2 BSE改善HFD诱导的肾损伤和血脂异常*：HFD组体重自第8周起显著增加，BSE补充可减缓体重增长，且不影响摄食量。BSE使HFD升高的SCr、UA和BUN显著回落，并缓解H&E染色观察到的肾组织病理损伤。
*3.3 BSE减轻肾脏脂质蓄积和纤维化*：HFD显著增加肾脏FFA、TC、TG含量，BSE干预逆转这些改变。Masson染色显示HFD组胶原纤维沉积增加，BSE显著抑制纤维化，并下调纤维连接蛋白和TGF-β1蛋白表达。
*3.4 非靶向脂质组学揭示BSE对肾脏脂质代谢的重塑*：共注释2069种脂质，PLS-DA显示HFD与LFD明显分离，HFD+BSE与HFD呈可辨分离。HFD相对于LFD有182种脂质上调和43种下调，而BSE仅显著调节4种脂质，即降低CAR 22:1、LPC 16:0、PI-Cer 38:1; O3，升高NAE 26:5，并富集于甘油磷脂代谢和efferocytosis通路。
*3.5 BSE激活AMPK信号以调节脂质代谢*：HFD组AMPKα2 mRNA和p-AMPKα2蛋白水平降低，BSE显著增强其表达。BSE抑制HFD升高的SREBP1和SCD，并恢复SIRT1、PPARα、CPT1A、PGC1α表达及肾脏ATP水平。
*3.6 BSE激活Nrf2通路以缓解氧化应激*：HFD增加MDA并降低SOD和T-AOC，BSE逆转之。qRT-PCR、Western blot和免疫组化一致显示BSE恢复Nrf2表达，并上调HO-1和NQO1 mRNA。
*3.7 BSE抑制NLRP3炎症小体活化及肾脏炎症*：BSE降低TNF-α和IL-6水平（免疫组化、ELISA和Western blot），抑制NLRP3 mRNA和蛋白表达，降低cleaved caspase-1，并减少成熟IL-1β的产生。
**讨论与结论**
研究讨论指出，HFD诱导的肾损伤是一个涉及脂代谢紊乱、氧化应激和无菌炎症的自我延续循环。BSE的保护作用并非单一靶点，而是通过其复杂植物化学成分协同调节AMPK/Nrf2轴并抑制NLRP3炎症小体。脂质组学发现的四种脂质可能是代谢重编程与炎症抑制之间的功能桥梁。该研究存在局限性，如仅使用雄性小鼠、未测量尿蛋白和GFR、因果关系验证不足等。研究结论为：BSE通过调控AMPK/Nrf2信号通路和NLRP3炎症小体，改善HFD诱导的肾脏脂质代谢紊乱和损伤，支持其作为代谢性肾脏疾病膳食干预策略的潜力。
