马兜铃酸毒性靶点的性别二态性：雄性肾毒性主导，雌性肝毒性凸显

《Archives of Toxicology》：Sex-specific toxicity targets of aristolochic acids: nephrotoxicity in males, hepatotoxicity in females

本研究针对马兜铃酸（AAs）器官毒性存在性别差异的机制空白，通过化学分析方法系统比较了雄性和雌性小鼠暴露于AA-I后肾脏与肝脏中DNA加合物及代谢产物的分布特征。研究发现雄性小鼠肾脏中AA-DNA加合物（ALI-dA）水平是雌性的2.8倍，而雌性小鼠肝脏中加合物水平反超雄性1.5倍，首次揭示AA-I的毒性呈现“雄性肾毒性强、雌性肝毒性高”的性别特异性模式。进一步实验表明，性激素通过调控NQO1等代谢酶活性影响AA的活化与解毒平衡，为理解AA相关肾病和肝癌的性别差异提供了关键分子依据，对精准评估人群健康风险具有重要意义。

　　

马兜铃酸（Aristolochic acids, AAs）是一类源自马兜铃属植物的天然毒素，自20世纪90年代起，其与中草药相关的肾损伤事件频发，导致马兜铃酸肾病（Aristolochic Acid Nephropathy, AAN）及上尿路尿路上皮癌（Upper Tract Urothelial Carcinoma, UTUC）的发生。近年来，更有研究提出AAs可能与亚洲地区肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）的发病相关，但这一关联始终存在争议。值得注意的是，临床数据表明男性终末期肾病（End-Stage Renal Disease, ESRD）发病率显著高于女性，而动物实验也提示雄性小鼠对AA的肾毒性更敏感，但其机制尚未明确，且AA的肝毒性是否存在性别差异更是未知领域。在这一背景下，香港科技大学陈韵课题组及其合作者发表于《Archives of Toxicology》的研究，首次从代谢酶活性和DNA损伤角度，系统揭示了马兜铃酸I（AA-I）毒性效应的性别二态性。

为阐明AA-I毒性的性别差异机制，研究人员综合运用了多种关键技术：1）利用稳定同位素稀释-液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）精准定量小鼠肾脏和肝脏组织中的AA-I特异性DNA加合物（ALI-dA）及其代谢产物（AL-I, AA-Ia）；2）通过体外孵育实验，将AA-I与雌雄小鼠肝脏、肾脏的S9组分共孵育，模拟体内代谢过程；3）采用商业试剂盒测定关键代谢酶NQO1的活性；4）通过给予外源性雌激素（17β-estradiol）干预，探究性激素对AA-I代谢通路的影响。所有动物实验均使用C57BL/6品系小鼠，并遵循伦理规范。

AA-DNA加合物在肾脏和肝脏中的性别差异

研究人员首先检测了AA-I暴露后小鼠肾脏和肝脏DNA中主要加合物ALI-dA的水平。结果发现，在肾脏中，雄性小鼠的ALI-dA水平（75.7 ± 11 加合物/10⁶核苷酸）显著高于雌性（27.0 ± 6.5 加合物/10⁶核苷酸），相差约2.8倍，且呈现剂量和时间依赖性关系。相反，在肝脏中，雌性小鼠的ALI-dA水平（8.9 ± 0.9 加合物/10⁶核苷酸）反而比雄性（6.1 ± 1.5 加合物/10⁶核苷酸）高出1.5倍。这表明AA-I的毒性靶器官存在明显的性别偏好：雄性易感肾脏，雌性易感肝脏。

性激素对AA-DNA加合物形成的调控

为验证性激素的作用，研究团队对小鼠进行了雌激素预处理。结果显示，雌激素能以剂量依赖的方式显著降低雄性和雌性小鼠肾脏及肝脏中的ALI-dA加合物水平。这一结果直接证明了雌激素在减轻AA-I所致DNA损伤中扮演了关键保护角色。

代谢产物AL-I与AA-Ia的浓度分布

对AA-I代谢产物的分析进一步支持了上述发现。在肾脏中，代表代谢活化的产物aristolactam I (AL-I)浓度在雄性小鼠中更高；而在肝脏中，AL-I浓度则在雌性中占优。相反，代表代谢解毒的产物aristolochic acid Ia (AA-Ia)的浓度分布趋势则与AL-I相反。雌激素处理可剂量依赖性地降低AL-I水平，同时升高AA-Ia水平，提示雌激素通过促进解毒途径、抑制活化途径来调节AA-I的毒性。

NQO1酶活性的性别差异

研究人员测定了未暴露AA-I的小鼠肾脏和肝脏中NQO1（醌氧化还原酶1）的活性，该酶是催化AA-I活化生成AL-I的关键酶。结果发现，雄性小鼠肾脏的NQO1活性高于雌性，而雌性小鼠肝脏的NQO1活性则高于雄性。这一活性分布与相应器官中ALI-dA加合物的性别差异模式完全吻合。雌激素处理可降低NQO1活性，进一步将性激素、代谢酶活性与DNA损伤联系起来。

体外S9孵育实验验证

通过将AA-I与雌雄小鼠肾脏和肝脏的S9组分体外共孵育，研究人员直接观察到：雄性肾脏S9产生更多的AL-I，而雌性肝脏S9产生更多的AL-I。此体外结果完美重现了在体实验中的代谢产物分布模式，确证了器官特异性代谢酶活性存在性别差异是导致毒性二态性的根本原因之一。

本研究结论性地揭示了马兜铃酸I的毒性存在显著的性别二态性：雄性主要表现为肾毒性，而雌性则更易感肝毒性。这种差异主要由性激素调控的代谢酶（如NQO1和CYP1A1）活性不同所驱动，影响了AA-I的代谢活化（生成AL-I和DNA加合物）与解毒（生成AA-Ia）之间的平衡。该研究不仅为理解AA相关疾病（如AAN和HCC）的性别差异提供了分子机制层面的解释，也提示在未来的毒理学风险评估和药物安全性评价中，必须充分考虑性别因素。此外，研究结果对于解读以往仅使用单一性别动物模型所导致的争议（如AA与肝癌的关联性）提供了新的视角，强调了在环境毒物健康效应研究中纳入性别分析的重要性。