《Toxicology Reports》:Berberine nanoemulsion against nephrotoxicity induced by bisphenol a in rats during pre-puberty stage
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本研究针对环境污染物双酚A(BPA)诱导的青春期前肾毒性问题,系统评估了小檗碱纳米乳剂(BNE)的肾脏保护作用。研究人员通过建立BPA暴露大鼠模型,发现BNE(10 mg/kg)能显著改善肾功能指标(尿素、Cr、BUN、eGFR),降低氧化应激标志物(MDA、NO)和炎症因子(IL-6、IL-1β、TNF-α)水平,并逆转肾脏组织病理损伤。该研究为BNE临床应用防治BPA相关肾病提供了实验依据。
在工业化进程加速的今天,塑料制品中的环境污染物双酚A(Bisphenol A, BPA)已成为不可忽视的健康威胁。这种广泛应用于食品包装、医疗器械的化学物质,可通过多种途径进入人体,对肾脏等器官产生毒性作用。尤其值得关注的是,处于快速发育阶段的青春期前儿童,其肾脏对毒性物质更为敏感。研究表明,BPA暴露可导致肾小球滤过率(eGFR)急剧下降,其下降速度可达青春期后的10倍之多。然而,目前针对青春期前阶段BPA肾毒性防治策略的研究尚属空白。
面对这一挑战,来自伊朗马什哈德医学科学大学的Shahnaz Rajabi、Atena Mansouri等学者在《Toxicology Reports》发表了一项创新性研究。团队将目光投向传统中药小檗碱——一种从Berberis属植物中提取的异喹啉类生物碱。尽管小檗碱已被证实具有抗氧化、抗炎等多种药理活性,但其水溶性差、口服生物利用度低的问题严重制约了临床应用。为此,研究人员创新性地制备了小檗碱纳米乳剂(Berberine nanoemulsion, BNE),通过纳米技术突破给药瓶颈。
研究采用超声乳化法制备BNE,动态光散射分析显示其粒径为119.92纳米,多分散指数0.33毫伏。实验选用36只23日龄雄性Wistar大鼠,模拟人类青春期前阶段,随机分为6组进行30天干预:空白对照组、BPA单独暴露组(200 mg/kg)、BNE低高剂量组(5、10 mg/kg)以及BPA与BNE联合干预组。通过检测血清肾功能指标(尿素、尿酸、肌酐Cr、血尿素氮BUN、估算肾小球滤过率eGFR)、肾脏氧化应激参数(谷胱甘肽GSH、超氧化物歧化酶SOD、丙二醛MDA、一氧化氮NO)和炎症因子(白细胞介素-6 IL-6、白细胞介素-1β IL-1β、肿瘤坏死因子-α TNF-α),并结合肾脏组织病理学分析,系统评估BNE的肾脏保护作用。
3.2. 肾功能指标结果
BPA暴露显著破坏肾功能平衡:血清尿素(42.08±6.35 vs 27.50±5.12 mg/dl)、尿酸(2.11±0.86 vs 0.96±0.39 mg/dl)、Cr(0.76±0.08 vs 0.54±0.17 mg/dl)和BUN(19.02±1.56 vs 11.70±2.13 mg/dl)水平急剧升高,而eGFR(164.08±11.18 vs 257.25±69.07 ml/min/1.73 m2)显著降低。BNE(10 mg/kg)干预使这些指标恢复至接近正常水平,表明其能有效改善BPA引起的肾功能障碍。
3.3. 氧化应激指标结果
BPA诱导的氧化应激表现为MDA(46.88±1.85 vs 32.29±3.65 nM/mg组织)和NO(116.60±8.80 vs 93.05±4.47 μM)显著升高,同时抗氧化防御系统受损:GSH(19.19±1.44 vs 24.62±2.47 μM)和SOD(14.43±0.98 vs 18.33±1.08 U/mg组织)活性明显下降。BNE(10 mg/kg)治疗有效逆转了这些变化,证实其具有强大的抗氧化能力。
3.4. 炎症指标结果
促炎因子网络激活是BPA肾毒性的另一特征:IL-6(24.71±1.70 vs 21.43±0.55 pg/ml)、IL-1β(49.61±1.67 vs 45.94±1.22 pg/ml)和TNF-α(20.72±1.39 vs 15.86±0.86 pg/ml)显著升高。BNE(10 mg/kg)干预显著抑制了炎症反应,表明其抗炎作用在肾脏保护中发挥关键作用。
3.5. 组织病理学结果
肾脏组织学检查直观展示了BNE的保护效应:BPA组出现肾小管管腔闭塞、血管扩张、肾小球萎缩及囊腔扩大等典型损伤病变,而BNE(10 mg/kg)联合治疗组显示炎症减轻、肾小球结构改善,病理评分显著优于模型组。
研究结论深刻揭示了BNE的多重保护机制:通过增强抗氧化防御(GSH、SOD)和抑制脂质过氧化(MDA)、氮应激(NO),同时调节炎症因子网络(IL-6、IL-1β、TNF-α),BNE有效阻断了BPA诱导的肾脏损伤通路。尤为重要的是,该研究首次在青春期前动物模型中验证了BNE的安全性——单独使用BNE(5、10 mg/kg)未引起肾功能异常或组织学改变。
这项研究的意义不仅在于为BNE防治BPA肾毒性提供了扎实的实验证据,更开创了纳米制剂在发育毒理学领域应用的新思路。尽管研究存在剂量设置有限、动物数量较少等局限性,但其为后续深入探索分子机制奠定了坚实基础。未来研究可聚焦NF-κB等信号通路,进一步阐明BNE的作用靶点,为推进临床转化提供理论支持。随着更多临床试验的开展,BNE有望成为保护易感人群免受环境毒素侵害的新型治疗策略。