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该研究探讨小檗黄素对庆大霉素诱导大鼠神经毒性的改善作用，发现其通过抑制氧化应激、炎症反应、凋亡及自噬相关分子机制（如NF-κB、p53、LC3等）和调节内质网应激（ATF-6、GRP78等）及PI3K/Akt/mTOR通路，显著缓解庆大霉素引起的神经损伤。首次证实小檗黄素在神经毒性防治中的多重靶点作用，为开发庆大霉素联用神经保护剂提供理论依据。
希尔艾尔·戈伦（Hilal G?ren）|库内伊特·贾格莱安（Cuneyt Caglayan）|拉马赞·奇纳尔（Ramazan ??nar）|塞法·库丘克勒（Sefa Kü?ükler）|努尔汉·阿卡拉斯（Nurhan Akaras）|吉汉·古尔（Cihan Gür）|法提赫·梅赫梅特·坎德米尔（Fatih Mehmet Kandemir）
土耳其比莱吉克谢赫埃德巴利大学（Bilecik ?eyh Edebali University）医学院解剖学系
摘要
多重耐药革兰氏阴性菌感染的日益普遍，尤其是在重症监护病房中，导致多粘菌素被广泛用作最后的抗生素选择。然而，多粘菌素具有严重的副作用，包括神经毒性，表现为脑组织中的氧化应激、炎症、细胞凋亡和自噬。本研究旨在探讨莫林（morin）对大鼠多粘菌素诱导的神经毒性的缓解作用。共有35只雄性Sprague Dawley大鼠被分为五组：对照组、单独使用莫林组（100 mg/kg）、单独使用多粘菌素组（15 mg/kg/天，连续腹腔注射7天），以及同时使用莫林和多粘菌素组（剂量分别为50 mg/kg和100 mg/kg）。多粘菌素治疗显著增加了脂质过氧化（MDA）、炎症介质（NF-κB、TNF-α、nNOS和IL-1β）和促凋亡标志物（p53、Bax、caspase-3和caspase-9），同时降低了抗氧化防御系统（SOD、CAT、GPx和GSH）和抗凋亡标志物（Bcl-2）的水平。多粘菌素还上调了内质网应激相关蛋白的mRNA表达水平，如ATF-6、PERK、IRE-1和CHOP。此外，它还上调了与自噬相关的标志物（Beclin-1、LC3A、LC3B、Atg5和Atg7），并下调了PI3K/Akt/mTOR信号通路。莫林治疗以剂量依赖的方式逆转了这些效应，减少了氧化应激、炎症、内质网应激、细胞凋亡和自噬。组织病理学分析进一步证实了莫林在减轻多粘菌素诱导的神经元损伤方面的缓解作用。这是首次证明莫林对多粘菌素诱导的脑毒性具有缓解作用的研究，并为其分子机制提供了见解。研究结果表明，莫林可能作为治疗多粘菌素相关神经毒性及其他氧化应激诱导的神经退行性疾病的潜在药物。
引言
多粘菌素是一种首次于1959年引入的抗生素，此后被用于治疗革兰氏阴性菌引起的感染（Li等人，2006年）。它主要作用于细菌细胞膜，从而发挥其抗菌作用（Gupta和Datta，2019年）。多粘菌素与革兰氏阴性菌外膜中的阴离子脂多糖相互作用，导致钙（Ca2?）和镁（Mg2?）等二价阳离子的置换，而这些离子对膜稳定性至关重要（?elik等人，2020a年）。这种破坏增加了膜的通透性，最终导致细菌细胞死亡。多重耐药革兰氏阴性病原体引起的感染以及缺乏有效的抗菌剂使得多粘菌素成为最后的治疗选择（Falagas和Kasiakou，2006年）。然而，由于多粘菌素的严重副作用（包括神经毒性和肾毒性），其使用风险日益增加（Hanedan等人，2018年；Liu等人，2013年）。多粘菌素诱导的神经毒性在临床上表现为神经系统症状，如幻觉、头晕、意识混乱、视觉障碍、眩晕、癫痫发作和共济失调（Ajiboye，2018年）。最新研究表明，多粘菌素诱导的神经毒性与氧化应激、线粒体功能障碍、细胞凋亡和自噬有关（?elik等人，2020a年；Dai等人，2017a年；Dai等人，2017b年）。为了进一步提高多粘菌素在临床实践中的积极作用，保护组织免受不必要的副作用是一个重要方向。因此，使用具有抗氧化特性的天然化合物可能对多粘菌素诱导的神经毒性有益。
莫林（3,5,7,2',4'-五羟黄酮）是一种黄色色素黄酮醇，主要从桑科植物中提取（Caselli等人，2016年；Darendelio?lu等人，2024年）。它是一种生物活性化合物，具有较低的细胞毒性和广泛的药理作用，包括抗氧化、抗炎和清除自由基的作用（Kandemir等人，2020年；K?z?l等人，2023年；Var??l?等人，2022b年）。这些特性使其成为预防和治疗癌症、急性肺损伤、肝损伤、神经炎症性疾病、肾毒性和心肌梗死等疾病的候选药物（Caglayan等人，2024年；Rajput等人，2021年）。
重要的是，莫林的神经保护作用不仅限于其抗氧化能力。多项研究表明，莫林可以调节参与神经元存活的关键信号通路。具体来说，莫林能够激活PI3K/Akt通路，在氧化应激条件下抑制细胞凋亡并促进细胞存活（Jung等人，2017年）。此外，莫林还能抑制促凋亡蛋白（如Bax和caspase-3）的表达，同时上调抗凋亡蛋白（如Bcl-2），从而发挥抗凋亡作用（K?z?l等人，2023年；Kucukler等人，2020年）。它还显示出抑制NF-κB激活的作用，从而减少促炎细胞因子的产生，这些因子是神经炎症的致病因素（Dilshara等人，2016年）。最近的研究表明，莫林可以通过调节未折叠蛋白反应通路来减轻内质网应激（Singh等人，2018年）。氧化应激在多粘菌素诱导的神经毒性中起核心作用，通过引发炎症、细胞凋亡和内质网应激（Xie等人，2024年）。莫林主要针对氧化应激和炎症，从而减弱这些下游病理过程（Hong等人，2022年）。尽管具有这种潜力，但其对多粘菌素诱导的神经毒性的缓解作用尚未得到研究。此外，由于其亲脂性和低分子量，莫林能够穿过血脑屏障，这是其发挥神经保护作用的关键前提（Khamchai等人，2020年）。鉴于多粘菌素的临床使用日益增加，尽管存在神经毒性风险，但仍迫切需要能够保护神经组织而不影响抗菌效果的治疗药物。在这种情况下，具有抗氧化和抗炎特性的天然化合物作为潜在的神经保护剂受到了广泛关注。
在各种抗氧化黄酮类化合物中，莫林因其多靶点药理特性而脱颖而出，包括抗氧化、抗炎、抗凋亡和调节内质网应激的作用。鉴于多粘菌素诱导的神经毒性涉及氧化应激、细胞凋亡、炎症和内质网应激，莫林的多靶点作用使其成为预防或缓解这些不良影响的理想候选药物。然而，尽管莫林的药理特性已被充分记录，但其对多粘菌素诱导的神经毒性的影响尚未进行研究。因此，本研究旨在评估氧化应激、炎症、细胞凋亡和内质网应激在莫林对大鼠多粘菌素诱导的神经毒性中的作用机制。识别此类药物可能有助于制定辅助治疗策略，以在保持多粘菌素临床效用的同时最小化其神经毒性副作用。
化学物质
多粘菌素（Colimycin? 150 mg/片）从Ko?ak Pharma（土耳其伊斯坦布尔）购买。莫林水合物（CAS编号：654055-01-3）及其他化学物质从Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）获得。本研究中使用的所有化学物质均为分析级。所有用于ELISA检测的大鼠试剂盒均来自Sunred Biological Technology（中国上海）。Western blot分析中使用的抗体（如caspase 3（sc-56053）和caspase 9（sc-56076）由Santa Cruz提供
莫林对多粘菌素诱导的氧化应激和脂质过氧化的影响
与对照组相比，多粘菌素处理显著降低了SOD、CAT和GPx酶的活性以及GSH水平（表2，p<0.05）。在Colistin+Morin-50和Colistin+Morin-100组中，这些生化参数显著升高。值得注意的是，较高剂量的莫林（100 mg/kg）显著增加了Colistin+Morin-100组中的SOD、CAT、GPx和GSH活性
讨论
神经毒性是多粘菌素的主要副作用，而多粘菌素是一种常用的最后手段抗生素，用于治疗革兰氏阴性菌感染。尽管由于其有害作用，多粘菌素的使用曾一度暂停，但研究表明，与替代用的氨基糖苷类抗生素相比，多粘菌素的毒性较低，因此被认为是更优的抗菌剂（Al-Aloul等人，2005年）。研究证实，多粘菌素诱导的神经毒性与...
局限性
本研究的局限性在于所使用的啮齿动物模型可能无法完全反映人类的病理生理学情况，因为物种间的代谢差异。此外，短期实验设计限制了长期疗效的评估。目前缺乏足够的药代动力学数据和明确的最佳给药方案，限制了这些发现的临床应用。
结论
本研究首次证明了莫林对多粘菌素诱导的脑毒性的缓解作用，并详细探讨了其背后的分子机制。莫林在大脑中的抗氧化、抗炎和抗凋亡特性表明，它有可能成为治疗与氧化应激、神经炎症和神经元凋亡相关的各种神经退行性疾病的候选药物。
资助
本研究得到了比莱吉克谢赫埃德巴利大学科学研究项目协调单位的资助（项目代码：2023-01.BSEU.33-06）。因此，我们感谢土耳其比莱吉克谢赫埃德巴利大学的支持。
作者贡献声明
拉马赞·奇纳尔（Ramazan ??nar）：方法学、数据分析。塞法·库丘克勒（Sefa Kü?ükler）：方法学、数据分析、数据管理。法提赫·梅赫梅特·坎德米尔（Fatih Mehmet Kandemir）：写作、审稿与编辑、监督、数据分析。努尔汉·阿卡拉斯（Nurhan Akaras）：方法学、数据分析。吉汉·古尔（Cihan Gür）：方法学、研究。希尔艾尔·戈伦（Hilal G?ren）：写作、审稿与编辑、方法学、研究、数据管理。库内伊特·贾格莱安（Cuneyt Caglayan）：写作、审稿与编辑、验证、监督、方法学、研究。
