Salidroside 通过激活 Nrf2/GPX4 通路减轻小鼠中白消安（Busulfan）引起的睾丸损伤

《Reproductive Toxicology》：Salidroside Attenuates Busulfan-Induced Testicular Injured Via Activation of The Nrf2/GPX4 Axis In Mice

本研究探讨水飞蓟宾（SAL）对布络芬（BUS）诱导的小鼠雄性不育的疗效及机制。实验表明50 mg/kg SAL可改善精子数量和质量，修复睾丸损伤，通过调节Nrf2/GPX4通路抑制铁死亡和氧化应激。摘要：水飞蓟宾通过抑制铁死亡和氧化应激改善布络芬致雄性不育小鼠睾丸损伤及精子参数，50 mg/kg剂量疗效最佳。

　　

周文标|徐晨阳|李沁仪|王成牛|徐辉

中国南通市南通大学附属医院遗传与生殖医学研究所

摘要

使用白消安（BUS）等药物常常会导致男性不育。睾丸损伤是男性不育的重要原因之一。研究表明，铁死亡（ferroptosis）会引发睾丸功能障碍。然而，针对睾丸损伤的临床有效药物干预措施仍然有限，因此开发新的治疗方法十分必要。天然来源的生物活性化合物具有很好的药用潜力，其中淫羊藿苷（salidroside，SAL）展现出多种生物学和药理学活性。本研究旨在探讨铁死亡在白消安诱导的睾丸损伤中的作用，并评估SAL的治疗潜力。实验中，小鼠被给予25、50或100毫克/千克的SAL。计算机辅助精子分析及苏木精-伊红染色结果显示，50毫克/千克的SAL在改善少精弱精症和修复睾丸/附睾组织损伤方面效果最佳。进一步实验表明，SAL能够增强血睾屏障，恢复精子细胞骨架，并使血清激素水平恢复正常。网络药理学、Western Blot和免疫荧光分析表明，SAL通过调节Nrf2/GPX4轴来抑制铁死亡并减轻氧化应激。总之，SAL通过减轻氧化应激和抑制铁死亡，促进了白消安诱导的睾丸损伤的恢复。

引言

近年来，各类癌症的发病率有所上升，且患者年龄趋于年轻[1]。然而，癌症治疗可能导致许多生殖系统紊乱，如治疗引起的下丘脑-垂体功能障碍以及精子发生细胞的减少[2],[3]。男性不育的主要原因是少精弱精症，其特征是精子数量极少，通常定义为每毫升精液中精子少于1500万[4],[5]。精子浓度的降低显著降低了成功受精的概率[6]。尽管该疾病较为普遍，但由于缺乏安全有效的专用药物治疗手段，仍存在较大的治疗缺口。这一未满足的医疗需求使得许多夫妇不得不依赖辅助生殖技术（如体外受精IVF），而这会带来巨大的经济和心理负担[7],[8]。因此，针对少精弱精症的靶向治疗药物的研发成为生殖医学研究中的紧迫任务。最近对天然生物活性化合物的研究进展为治疗这些疾病提供了新的途径[9],[10],[11]。

淫羊藿苷（SAL）是一种从红景天（Rhodiola rosea）中提取的天然化合物，具有多种生物学和药理学活性[12],[13]，包括抗炎[14],[15]、抗氧化[16]和抗癌[17]作用。研究表明，SAL通过抑制NLRP3炎性小体介导的焦亡（pyroptosis）来延缓阿尔茨海默病的进展[18]。Shan等人发现，SAL通过激活SIRT1/PGC-1α信号通路促进成年海马神经发生，从而产生类似抗抑郁的效果[19]。Ge等人的研究显示，SAL通过抑制STAT3/c-Myc轴抑制卵巢癌进展，从而降低糖酵解活性并抑制肿瘤生长[20]。SAL还能通过抑制HIF-1α诱导的焦亡来减轻巨噬细胞脂质积累和动脉粥样硬化斑块的形成[21]。最新研究显示，SAL对男性睾丸具有保护作用[22],[23]，但其在中男性生殖障碍中的作用仍需进一步研究。

铁死亡是一种受调控的细胞死亡形式，其特征是铁依赖性的脂质过氧化，已被证实与多种疾病的发生有关，包括癌症、神经退行性疾病和缺血-再灌注损伤[24],[25],[26]。多项研究表明，铁死亡与少精弱精症密切相关。例如，Xu等人发现，白消安通过自噬依赖的铁蛋白降解途径诱导小鼠发生铁死亡，最终导致精子发生受损和精子数量减少[27]。铁死亡的发生与铁元素、氨基酸和脂质的代谢有关，而氧化应激会增加体内活性氧（ROS）的水平，从而导致代谢异常[28],[29]。然而，ROS水平升高不仅会引发脂质过氧化和DNA损伤，还会导致精子中的酶失活和蛋白质氧化，进而导致精子数量减少[30],[31]。白消安（1,4-丁二醇二甲基磺酸盐，BUS）是一种烷化化疗药物，广泛用于淋巴瘤和慢性髓系白血病等血液系统恶性肿瘤的治疗[32]，并显示出良好的临床疗效。由于其能高效清除睾丸内的内源性生殖细胞，BUS还被用于诱导多能干细胞移植受者的预处理[33]。基于这一特性，本研究建立了白消安诱导的少精弱精症小鼠模型[34]。本研究旨在评估SAL在减轻白消安诱导的睾丸损伤、恢复激素平衡、减轻氧化应激和抑制炎症反应方面的治疗效果，并通过不同浓度下的实验确定SAL的最佳治疗剂量。此外，还利用网络药理学和分子对接技术研究了SAL调节铁死亡相关蛋白（如GPX4）的分子机制。这些综合分析有助于阐明SAL作为治疗白消安诱导的生殖毒性的潜力。

化学试剂与材料

SAL购自中国上海的Macklin公司。白消安（BUS）和二甲基亚砜（DMSO）由Sigma-Aldrich公司（中国上海）提供。苏木精-伊红（HE）染色试剂盒购自中国安徽的Biosharp公司。Actin-Tracker Green-488和Alexa Fluor 488标记的羊抗体会购自中国上海的Beyotime Biotechnology公司。荧光抗褪色 mounting medium（含DAPI）也来自Biosharp公司（中国安徽）。

动物与实验处理

实验使用了8周大的ICR雄性小鼠（体重30±2克）。

SAL可减少少精弱精症小鼠的睾丸损伤并提高精子浓度

与对照组相比，接受白消安治疗的小鼠体重明显下降，睾丸大小、重量和性腺体指数显著减少，附睾中的精子浓度、精子活力及快速前向运动能力也明显降低（P = 0.0003, < 0.0001, < 0.0001, < 0.0001, < 0.0001，数据未列出）。这些结果表明，白消安诱导的少精弱精症小鼠模型构建成功。随后，进一步观察发现……

讨论

随着社会化的加速，癌症逐渐呈现影响更年轻人群体的趋势[39],[40]。化疗作为一种常见的治疗方法，通常需要使用一些高效但副作用严重的药物[41],[42]。例如，白消安是一种烷化型抗癌药物，具有强烈的生殖毒性[43]，可通过多种途径（包括氧化应激和炎症反应）损害精子发生过程。

结论

总之，我们的研究提供了新的证据，证明淫羊藿苷（SAL）对白消安诱导的少精弱精症具有有益的治疗效果。这些保护作用主要通过其抗炎作用、抑制铁死亡和调节激素稳态来实现，从而促进生殖细胞的增殖并提高精子浓度。未来的研究将重点确定SAL的药代动力学半衰期、建立安全剂量范围，并寻找……

作者贡献声明

王成牛：撰写、审稿与编辑、监督、资金筹集。徐辉：资源准备、项目管理、实验设计、资金筹集。徐晨阳：软件使用、实验设计、概念构思。李沁仪：实验方法、数据整理。周文标：初稿撰写、验证、数据分析、数据整理。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了江苏省卫生健康委员会科研项目（MQ2024057，资助人H.X.）、南通市科技项目（JC2024028，资助人H.X.）、南通大学临床医学专项研究基金（2024JY045，资助人H.X.）以及南通大学大型仪器开放基金（KFJN2544，资助人C.W.）的支持。