金丝桃苷通过抑制TLR4和NLRP3信号通路防止LPS诱发的急性肾损伤
Hyperin protects against LPS-induced acute kidney injury by inhibiting TLR4 and NLRP3 signaling pathways
摘要翻译：王子君
背景与目的
在急诊病例中约有五分之一的患者发生急性肾损伤（AKI），而AKI是一种严重疾病[1]。在住院患者中，AKI逐渐成为死亡的常见危险因素[2,3]。AKI可以由多种因素引起，如药理毒素和败血症[4,5]。LPS是革兰氏阴性细菌的外膜组成部分，已被确定为导致AKI的主要因素[6]。在LPS诱导的AKI的小鼠模型中，LPS显著地诱导促肾脏疾病的炎性细胞因子的释放[7]。研究表明，炎性细胞因子TNF-α、IL-6和IL-1β在肾损伤的病理过程中起关键作用[8]。而抑制这些炎性细胞因子可减弱肾组织的损伤。因此，早期抗炎治疗可以改善肾功能。
金丝桃苷是一种在杜鹃花科、藤黄科、和卫矛科植物中发现的类黄酮化合物，具有抗炎作用[9]。据报道，金丝桃苷可抑制LPS诱导的大鼠腹膜巨噬细胞中的亚硝酸盐生成[10]。金丝桃苷还抑制了LPS诱导的小鼠急性肝损伤[11]。此外，已经发现金丝桃苷可保护心脏免受缺血和再灌注损伤[12]。然而，金丝桃苷是否对LPS诱导的AKI具有保护作用仍不清楚。因此，在本研究中，我们探究了金丝桃苷对LPS诱导小鼠AKI的保护作用和机制。
方 法
在本研究中，我们评估了金丝桃苷对LPS诱导的小鼠急性肾损伤的保护作用。结果表明，通过抑制BUN和肌酐的水平以及TNF-α，IL-6和IL-1β的产生，金丝桃苷改善了LPS诱导的AKI。金丝桃苷通过抑制TLR4和NLRP3信号通路来改善LPS诱导的AKI。
在本研究中，LPS诱导建立了AKI的小鼠模型。在该模型中，LPS显著地上调了TNF-α、IL-6和IL-1β等炎性细胞因子的产生。 已经证明这些细胞因子在LPS诱导的AKI的发病机理中起关键作用[13]。研究表明，TNF-α和IL-6与广泛的肾小管损伤密切相关[8,14]。IL-1β在肾脏炎症和组织损伤的发病机制中也起重要作用[15]。既往研究表明，抑制这些炎性细胞因子可以免受LPS诱导的AKI[16]。为了研究金丝桃苷的抗炎作用，本研究检测了金丝桃苷对炎性细胞因子产生的影响。结果表明，金丝桃苷通过抑制炎症细胞因子产生来改善LPS诱导的AKI。
LPS通过TLR4信号通路起作用，其随后诱导NF-κB活化和炎性细胞因子的释放[17]。既往研究表明，TLR4在LPS诱导的急性肾损伤中起重要作用[18，,19]。NF-κB是调节多种炎症基因表达的转录因子[20]。研究表明，NF-κB的活化与肾损伤的发生密切相关[21]。在LPS诱导的AKI小鼠中观察到NF-κB的激活[22]。为了研究金丝桃苷的抗炎机制，检测了金丝桃苷对TLR4信号通路的影响。结果表明，金丝桃苷呈剂量依赖性地抑制了LPS诱导的TLR4表达和NF-κB的活化。
据报道，NLRP3是一种多蛋白复合物，可激活caspase-1，导致IL-1β的分泌[23]。研究表明，NLRP3炎症小体可促进肾脏炎症，并且NLRP3炎症小体敲除小鼠可免受肾损伤[24]。在本研究中，我们观察到金丝桃苷处理可显著地抑制NLRP3激活。
结 果
肾素对LPS诱导的肾脏组织病理学改变的影响
为了研究金丝桃苷的保护作用，我们应用H＆E染色检测肾组织的组织学变化，将正常组织与损伤组织进行比较。如图1A所示，对照组肾组织呈现正常的形态。LPS组肾组织严重损伤，包括肾小管细胞脱落，刷毛丢失和肾单位凋亡（图1B）。然而，由金丝桃苷显著改善了损伤（图1C，1D，1E）。
金丝桃苷缓解AKI的肾功能障碍
测量BUN和肌酐的水平以评估肾功能。如图2所示，与对照组相比，LPS组中BUN和肌酐水平明显升高。然而，金丝桃苷（25,50,100mg / kg）可呈剂量依赖性地抑制由LPS引起的BUN和肌酐水平。
金丝桃苷抑制细胞因子的表达水平
为了研究金丝桃苷的抗炎作用，可通过ELISA检测炎症细胞因子TNF-α，IL-6和IL-1β产生的水平。如图3所示，与对照组比较，LPS组TNF-α，IL-6，IL-1β水平明显升高。然而，金丝桃苷处理后明显抑制了LPS诱导的TNF-α，IL-6和IL-1β产生。
金丝桃苷抑制LPS诱导的TLR4表达和NF-κB活性
TLR4在LPS诱导的急性肾损伤中起重要作用。为了明确金丝桃苷的抗炎机制，我们研究了金丝桃苷对TLR4信号通路的影响。如图4所示，LPS明显上调了TLR4和活性的NF-κB的表达。然而，金丝桃苷显著地抑制了LPS诱导的TLR4表达。此外，金丝桃苷的治疗呈剂量依赖性地抑制了NF-κB和IκBα的磷酸化。
金丝桃苷抑制LPS诱导的NLRP3信号通路
为了进一步研究金丝桃苷的抗炎机制，我们检测了金丝桃苷对NLRP3信号通路的影响。如图5所示，与对照组相比，LPS组中NLRP3，ASC和caspase-1的表达明显增加。然而，金丝桃苷显著地抑制了LPS诱导的NLRP3，ASC和caspase-1表达。
结 论
金丝桃苷对LPS诱导的AKI具有保护作用。该机制可能是通过抑制TLR4和NLRP3信号通路
原始文献
Gong Chunzhi, Li Zunfeng, Qin Chengwei, Bu Xiangmei, Yu Jingui.Hyperin protects against LPS-induced acute kidney injury by inhibiting TLR4 and NLRP3 signaling pathways .Oncotarget, 2016, Vol. 7, (No. 50), pp: 82602-82608
麻醉学文献进展分享
联系我们