急性腎損傷（AKI）作為一種常見的臨床綜合征，在全球范圍內(nèi)具有較高的發(fā)病率和死亡率，對患者的健康構成了嚴重威脅。其發(fā)病機制復雜多樣，涉及炎癥反應、氧化應激以及細胞凋亡等多種病理生理過程。目前，臨床上對于 AKI 的治療手段有限，傳統(tǒng)的治療方法如補液、利尿等往往只能起到緩解癥狀的作用，難以從根本上改善腎功能，因此迫切需要尋找新的治療方法和藥物。中藥在治療腎臟疾病方面具有悠久的歷史和豐富的經(jīng)驗，其中許多成分被證實具有保護腎臟的作用。土茯苓（Smilax glabra Roxb, TFL）作為傳統(tǒng)解毒中藥，記載于《本草綱目》，具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤等多重藥理活性。近期，一項研究首次揭示了TFL通過Nrf2/HO-1通路緩解順鉑AKI的分子機制TFL 對 AKI 小鼠和 HK2 細胞的保護作用在研究 TFL 對 AKI 的影響過程中，研究人員首先建立了 AKI 小鼠模型和 HK2 細胞損傷模型，以模擬臨床 AKI 的病理狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，TFL 對 AKI 小鼠和 HK2 細胞均具有顯著的保護作用。在 AKI 小鼠模型中，給予 TFL 治療后，小鼠的血清肌酐（Scr）和尿素氮（BUN）水平明顯降低。這兩項指標是衡量腎功能的重要指標，其水平的降低表明 TFL 能夠改善腎功能，減輕腎臟損傷。此外，TFL 還能夠改善小鼠腎臟組織的病理形態(tài)，減輕腎臟組織的炎癥反應和細胞凋亡現(xiàn)象。在 HK2 細胞損傷模型中，TFL 的保護作用同樣得到了體現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，TFL 可以提高細胞的存活率，降低細胞的凋亡率，并且能夠減輕細胞內(nèi)的氧化應激損傷。這些結果表明，TFL 不僅在體內(nèi)動物模型中具有保護腎臟的作用，同時在體外細胞模型中也能夠發(fā)揮對腎臟細胞的保護作用。圖2 TFL 對 AKI 小鼠和 HK2 細胞的保護作用線粒體作為細胞內(nèi)的能量工廠，在維持細胞正常生理功能和調(diào)節(jié)細胞凋亡過程中發(fā)揮著關鍵作用。線粒體功能障礙常常與細胞損傷和死亡密切相關。實驗結果顯示，TFL 能夠維持 HK2 細胞線粒體的膜電位穩(wěn)定，這對于線粒體的正常生理功能至關重要。穩(wěn)定的線粒體膜電位可以保證線粒體的能量合成和釋放過程正常進行，同時也有助于防止細胞色素 C 等凋亡相關因子從線粒體釋放，從而抑制細胞凋亡的發(fā)生。此外，TFL 還能夠提高線粒體的呼吸控制率（RCR），表明其可以增強線粒體的能量代謝功能，為細胞提供更多的能量支持，以抵御損傷因素的攻擊。同時，TFL 還能夠降低線粒體內(nèi)的活性氧（ROS）水平，ROS 是線粒體在能量代謝過程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物，過量的 ROS 會導致氧化應激損傷，進而損害線粒體結構和功能，TFL 對 ROS 的調(diào)控作用有助于減輕線粒體的氧化損傷，進一步維護線粒體的完整性和穩(wěn)定性。在 AKI 小鼠模型中，研究人員同樣觀察到 TFL 對腎臟組織線粒體具有顯著的保護作用。通過對腎臟組織線粒體的形態(tài)學觀察發(fā)現(xiàn)，TFL 能夠減輕線粒體的腫脹、嵴模糊和斷裂等損傷表現(xiàn)，使其形態(tài)更加接近正常狀態(tài)。在功能方面，TFL 可以提高腎臟組織線粒體的呼吸功能，增強線粒體的能量合成能力，從而為腎臟組織的修復和再生提供能量支持。同時，TFL 還能夠降低腎臟組織線粒體中 ROS 的生成，減少氧化應激損傷對線粒體的破壞，維持線粒體的正常生理功能，這對于改善 AKI 小鼠的腎功能具有重要意義，進一步揭示了 TFL 對腎臟的保護作用與線粒體功能的保護密切相關。TFL 可激活 HK2 細胞中的 Nrf2/HO-1 通路Nrf2/HO-1 信號通路在細胞的抗氧化應激和維持細胞穩(wěn)態(tài)過程中發(fā)揮著核心作用。在本研究中，研究人員發(fā)現(xiàn) TFL 能夠顯著激活 HK2 細胞中的 Nrf2/HO-1 通路。具體表現(xiàn)為，TFL 處理后，細胞內(nèi) Nrf2 蛋白的表達水平明顯升高，并且 Nrf2 蛋白從細胞質(zhì)向細胞核的轉(zhuǎn)位增加。Nrf2 進入細胞核后能夠結合到抗氧化反應元件（ARE）上，從而促進 HO-1 等抗氧化相關基因的表達。HO-1 是一種具有強大抗氧化能力的酶，其表達的增加可以增強細胞的抗氧化防御能力，減輕氧化應激損傷。實驗結果也證實，TFL 處理后 HK2 細胞內(nèi) HO-1 的蛋白表達水平顯著提高，這表明 TFL 通過激活 Nrf2/HO-1 通路，提高了細胞的抗氧化能力，從而在應對損傷因素時能夠更好地保護細胞免受氧化應激的損害，為 TFL 對 HK2 細胞的保護作用提供了重要的分子機制解釋。圖5 TFL 可激活 HK2 細胞中的 Nrf2/HO-1 通路TFL 可激活 AKI 小鼠的 Nrf2/HO-1 通路在 AKI 小鼠模型中，研究人員進一步觀察到 TFL 對 Nrf2/HO-1 通路的激活作用。實驗發(fā)現(xiàn)，TFL 治療后，AKI 小鼠腎臟組織中 Nrf2 蛋白的表達水平顯著上調(diào)，并且其核轉(zhuǎn)位明顯增加，這與在 HK2 細胞中的觀察結果一致。同時，HO-1 的蛋白表達水平也呈現(xiàn)出顯著的上升趨勢。這一通路的激活可以增強腎臟組織的抗氧化應激能力，減輕氧化應激引起的腎臟損傷，促進腎臟組織的修復和功能恢復。這表明 TFL 對 AKI 的保護作用在體內(nèi)也與 Nrf2/HO-1 通路的激活密切相關，進一步驗證了該通路在 TFL 發(fā)揮腎臟保護作用過程中的關鍵地位，為深入研究 TFL 的作用機制提供了有力證據(jù)。圖6 TFL 可激活 AKI 小鼠的 Nrf2/HO-1 通路ML385 是一種特異性 Nrf2 抑制劑，為了進一步驗證 TFL 對 Nrf2/HO-1 通路的激活作用是否是其發(fā)揮腎臟保護作用的關鍵機制，研究人員在實驗中引入了 ML385 進行反向驗證。在 HK2 細胞實驗中，當聯(lián)合使用 ML385 和 TFL 時，ML385 能夠顯著抑制 TFL 誘導的 Nrf2 蛋白表達和核轉(zhuǎn)位，同時 HO-1 的蛋白表達水平也明顯降低。更為重要的是，ML385 的加入顯著削弱了 TFL 對 HK2 細胞的保護作用，包括細胞存活率的降低、凋亡率的升高以及細胞內(nèi)氧化應激損傷的加重等。這表明 Nrf2/HO-1 通路的激活對于 TFL 發(fā)揮對 HK2 細胞的保護作用具有至關重要的作用，若該通路被抑制，則 TFL 的保護效果會大打折扣。在 AKI 小鼠實驗中，類似的結果也得到了體現(xiàn)。ML385 的聯(lián)合應用降低了 TFL 對小鼠腎臟組織中 Nrf2 和 HO-1 蛋白表達的促進作用，同時加重了小鼠的腎臟損傷，表現(xiàn)為血清 Scr 和 BUN 水平的上升以及腎臟組織病理損傷程度的加劇。這進一步證實了 Nrf2/HO-1 通路在 TFL 對 AKI 小鼠的腎臟保護作用中扮演著關鍵角色，通過 ML385 的反向驗證效應，更加明確了該通路與 TFL 保護作用之間的因果關系，為 TFL 在臨床治療 AKI 中的應用提供了更深入的理論支持，同時也強調(diào)了在藥物研發(fā)和應用過程中對相關信號通路進行精準調(diào)控的重要性。
本研究系統(tǒng)地探討了 TFL 對 AKI 的保護作用及其作用機制，從細胞到動物模型，從線粒體功能保護到 Nrf2/HO-1 通路的激活，再到 ML385 的反向驗證，層層深入，揭示了 TFL 在治療 AKI 方面的巨大潛力。這一研究成果不僅為 AKI 的治療提供了新的思路和方法，也為中藥復方 TFL 的臨床應用提供了堅實的科學基礎，有望推動中醫(yī)藥在腎臟疾病治療領域的發(fā)展和創(chuàng)新，為廣大 AKI 患者帶來新的希望。參考文獻：Zhao L, Yue Z, Wang G, Qin J, Ma H, Tang D, Yin G. Smilax glabra roxb. alleviates cisplatin-induced acute kidney injury in mice by activating the Nrf2/HO-1 Signalling Pathway. Phytomedicine. 2025 Apr;139:156550. doi: 10.1016/j.phymed.2025.156550. Epub 2025 Feb 22. PMID: 40043544.
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