《Biochemistry Research International》:Therapeutic Effects of Gallic Acid and Alpha-Tocopherol on Adenine-Induced Chronic Kidney Disease in Male Wistar Rats
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本综述系统探讨了天然抗氧化剂没食子酸(GA)与α-生育酚(AT)在腺嘌呤(0.75% w/w)诱导的慢性肾病(CKD)大鼠模型中的治疗潜力。研究表明,GA与AT联合治疗能显著改善肾功能指标(尿素、肌酐、尿酸、白蛋白),减轻氧化应激(SOD、CAT、GSH、MDA),并通过调节Tnf、Tlr4、Igfbp7、Kl等关键基因表达发挥肾保护作用。分子对接进一步揭示其与肾脏标志蛋白的强结合亲和力,为天然产物防治CKD提供了实验依据。
研究背景与意义
慢性肾病(CKD)是全球性的重大健康问题,其特征是肾功能进行性丧失,导致代谢废物积累和电解质平衡紊乱。氧化应激和慢性炎症是CKD发生发展的核心环节。近年来,天然化合物因其多靶点、安全性高等特点,在CKD管理中的治疗潜力日益受到关注。没食子酸(GA)是一种广泛存在于葡萄、石榴等水果中的多酚类化合物,具有强大的抗氧化、抗炎、抗菌等多种药理活性。α-生育酚(AT)是维生素E的一种形式,是一种脂溶性链断裂抗氧化剂,以其减轻脂质过氧化和维持细胞膜完整性的能力而闻名。本研究旨在探讨GA和AT单用及联用对腺嘌呤诱导的CKD大鼠模型的改善作用及其潜在机制。
研究设计与方法
研究选用成年雄性Wistar大鼠(180–220 g),随机分为8组(n=6):对照组、腺嘌呤诱导模型组(AI)、GA低/高剂量治疗组(A+GALD/A+GAHD)、AT低/高剂量治疗组(A+ATLD/A+ATHD)以及GA与AT低/高剂量联合治疗组(A+GALD+ATLD/A+GAHD+ATHD)。除对照组外,其余各组均通过含0.75%腺嘌呤的标准饲料连续喂养4周以诱导CKD。同时,各治疗组在造模期间分别灌胃给予相应剂量的GA(100或400 mg/kg)、AT(100或400 mg/kg)或其组合。实验结束后,采集血液、尿液及肾脏组织样本,用于后续生化指标、氧化应激参数、组织病理学及基因表达水平分析。
体重与肾脏重量变化
腺嘌呤诱导的CKD大鼠体重持续下降,而各治疗组(尤其是GA及联合治疗组)体重得到显著改善。模型组相对肾脏重量显著高于对照组,表明肾脏肿大;经GA、AT及其联合干预后,相对肾重明显降低,趋向正常化。
尿液与血清生化指标评估
与对照组相比,AI组尿液中的尿素、尿酸、肌酐和 albumin 含量均显著升高,表明肾功能严重受损。GA治疗(特别是高剂量)以及GA-AT联合治疗能有效逆转这些指标的异常升高。血清生化分析显示,AI组血清尿素、肌酐、尿酸、血尿素氮(BUN)、磷(phosphorus)和一氧化氮(NO)水平显著升高,而白蛋白(albumin)水平降低。GA、AT及其联合治疗均能显著改善这些血清指标,其中GA和联合治疗组效果更为显著。此外,AI组肝酶(AST、ALT、ALP)活性升高,提示可能存在肝损伤,治疗后这些酶活性也趋于正常。
氧化应激生物标志物
与对照组相比,AI组肾脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和还原型谷胱甘肽(GSH)的活性显著降低,而谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性和丙二醛(MDA)含量显著升高,表明抗氧化防御系统受损和脂质过氧化水平加剧。GA、AT及其联合治疗均能有效逆转这些氧化应激指标的变化,提升SOD、CAT、GSH活性,降低GST活性和MDA含量,表明其能增强肾脏的抗氧化能力。
组织病理学分析
肾脏组织H&E染色切片显示,对照组肾脏结构完整,肾小球和肾小管形态正常。AI组则出现严重的肾小管变性、扩张、上皮细胞排列紊乱以及肾小球肥大等病理改变。GA治疗组肾组织损伤明显减轻,联合治疗组(尤其是高剂量联合)的肾脏组织结构接近正常,仅见轻微病变,显示出强大的肾脏保护作用。
肾脏相关标志物基因表达
通过qPCR检测了Tnf、Tlr4、Igfbp7、Kl、Clu、Timp1、Vcam1、Timp2、Apoe和Cystatin C等10个与肾脏功能、炎症、纤维化相关基因的mRNA表达水平。AI组这些基因的表达均显著上调。GA治疗、特别是GA-AT联合治疗,能显著降低这些基因的过度表达。其中,GA与Timp2的结合最有效(结合自由能ΔG = -4.97 kcal/mol),而AT与Kl的结合最强(ΔG = -8.14 kcal/mol)。
分子对接与生物信息学分析
Molinspiration软件分析表明GA和AT均具有良好的类药性。分子对接研究进一步证实,GA和AT能与上述10个关键肾脏靶标蛋白(Tnf、Tlr4等)有效结合,具有较低的结合自由能,提示其可能通过直接与这些靶点相互作用来调控相关通路,从而发挥治疗作用。
讨论与结论
本研究结果表明,腺嘌呤成功诱导了大鼠CKD模型,伴有肾功能障碍、氧化应激和肾脏组织学损伤。GA和AT,无论是单独使用还是联合应用,均能通过其强大的抗氧化特性,有效减轻腺嘌呤引起的肾脏损伤。它们能改善肾功能生化参数,减轻氧化应激,修复肾脏组织病理学改变,并调节与CKD进展相关的关键基因的表达。联合治疗显示出协同或相加效应,效果优于单一药物治疗。这些发现为GA和AT作为CKD的潜在辅助治疗策略提供了临床前证据。其作用机制可能与抑制氧化应激、炎症反应以及调节特定信号通路有关。未来需要更深入的机制研究和临床试验来验证其疗效并优化应用方案。