《Life Sciences》：SP/NK-1 pathogenic signaling drives doxorubicin nephrotoxicity: Novel therapeutic role of MK-0869 via modulation of α-Klotho, RAS, and Wnt/β-catenin trajectories
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多柔比星（Dox）通过激活SP/NK-1受体、氧化应激及RAS失衡等机制引发肾毒性，导致肾纤维化和功能损伤。本研究证实，NK-1受体拮抗剂MK-0869可显著改善Dox诱导的血清肌酐升高（降低53%），通过抑制SP信号、恢复Ang-(1-7)/Mas受体轴平衡、激活Nrf2/HO-1抗氧化通路、抑制Wnt/β-catenin纤维化通路及调控Akt/FoxO3a-SOD2轴，有效逆转肾损伤。
Bassant M. El-Mokadem | Dalaal M. Abdallah | Hanan S. El-Abhar | Sarah A. Abd El-Aal | Asmaa A. Gomaa
埃及开罗埃及中国大学药学院药理学与毒理学系
摘要
多柔比星（Dox）是一种重要的化疗药物，但其临床应用受到肾毒性的限制，这种肾毒性由氧化应激、肾素-血管紧张素系统（RAS）失衡、促纤维化Wnt/β-连环蛋白通路的激活以及具有肾脏保护作用的α-Klotho蛋白的抑制所驱动。物质P（SP）通过神经激肽-1（NK-1）受体信号传导，是炎症损伤的介质；然而，它在多柔比星诱导的肾毒性中的作用尚未得到充分研究。因此，我们探讨了使用MK-0869药理学阻断NK-1受体是否可以减轻多柔比星引起的肾毒性，并调节与α-Klotho相关的抗氧化和信号通路。
雄性Sprague-Dawley大鼠被分为对照组、MK-0869组、多柔比星组以及多柔比星+MK-0869组。多柔比星的肾毒性通过连续给药（28天内每天16毫克/千克）诱导，而MK-0869则通过口服给药（每天10毫克/千克）。使用ELISA、qRT-PCR、Western blotting、免疫组化和组织病理学分析来评估肾功能指标、信号通路和氧化应激指标。
MK-0869显著减轻了多柔比星引起的肾损伤，显著改善了肾功能和组织结构。具体而言，与多柔比星处理组相比，MK-0869使血清肌酐水平降低了53%（p<0.0001），同时几乎使α-Klotho蛋白水平恢复到正常值的兩倍（p<0.0001）。其机制在于：MK-0869阻断了SP信号通路，恢复了Ang-(1–7)的水平，抑制了Ang II/AT-1受体轴的活性，激活了Nrf2/HO-1抗氧化通路，恢复了FoxO3a依赖的SOD2表达，并抑制了Wnt-1/β-连环蛋白信号通路，从而减少了肾纤维化。
总之，MK-0869通过综合调节α-Klotho信号通路、RAS平衡、氧化应激和促纤维化通路，提供了对多柔比星诱导的肾毒性的有效保护。这些发现支持MK-0869作为多柔比星治疗期间有前景的肾脏保护辅助剂，并需要进一步研究以评估其长期安全性和转化潜力。
引言
多柔比星（Dox）是一种高效蒽环类抗生素，因其广谱抗肿瘤特性而被广泛使用，是治疗多种恶性肿瘤的关键药物[1]。然而，其临床应用常常受到剂量限制性的毒性的限制，尤其是心脏毒性和肾毒性[2]。在肾脏中，多柔比星会导致结构和功能紊乱，最初表现为肾小球损伤，随后扩展到肾小管间质损伤，伴有中性粒细胞和单核细胞的浸润，从而引发炎症[3],[4]。这些结构改变通常与肾病综合征、进行性肾小球硬化和肾小管间质纤维化相关。
多柔比星引起的肾毒性主要通过氧化应激机制发挥作用，这种氧化应激是由于多种分子防御机制的破坏所导致的。首先，多柔比星的醌基团发生酶促还原，生成半醌自由基，进而产生过多的活性氧（ROS）并导致氧化还原失衡[5]。此外，多柔比星通过抑制α-Klotho蛋白来破坏肾脏的抗氧化平衡，α-Klotho是一种主要在肾脏中表达的类激素蛋白[6]，该蛋白通过调节多种信号通路来维持肾脏的完整性[7]。
α-Klotho通过两个主要途径发挥抗氧化作用。第一个途径是抑制核因子κB（NF-κB）[8],[9]，同时激活核因子红系相关因子2（Nrf-2）[10]，从而维持SOD2和HO-1等抗氧化防御机制[11]。这种联合作用减少了ROS的积累，并减轻了下游的炎症、自噬、纤维化和凋亡级联反应[12]。
第二个途径是α-Klotho调节蛋白激酶B/Forkhead box O3a（Akt/FoxO3a），从而扩展其细胞保护作用。FoxO3a增强了抗氧化酶（包括SOD和谷胱甘肽过氧化物酶）的表达，并在氧化应激下抑制程序性细胞死亡[13]。多柔比星通过血管紧张素（Ang）II依赖的氧化还原信号通路显著激活Akt[14]，这不仅促进了肾损伤，还触发了FoxO3a的磷酸化，从而阻止其进入细胞核并抑制抗氧化酶（如SOD2）的转录[15]。
通过抑制Ang II介导的Akt激活，α-Klotho限制了FoxO3a的磷酸化[16]，使其能够进入细胞核，在那里FoxO3a刺激SOD2启动子，增强线粒体SOD2的合成，加强ROS的清除能力，并提高细胞的韧性[15]。通过这种Akt/FoxO3a/SOD2通路的协同调节，α-Klotho有效抵消了多柔比星引起的氧化损伤。
特别值得关注的是，α-Klotho通过调节肾素-血管紧张素系统（RAS）在维持肾脏稳态中起着核心作用[17]，这是多柔比星诱导肾毒性的关键驱动因素。α-Klotho通过与血管紧张素1（AT-1）受体结合，减弱了Ang II的信号传导，维持了肾脏内RAS的静息状态，限制了下游的纤维化、炎症和氧化级联反应[17],[18]。相比之下，Ang II不仅介导AT-1受体依赖的纤维化和炎症反应[12]，还抑制了肾脏中的α-Klotho[19],[20]，并直接在肾细胞中引发氧化应激，加剧了氧化应激[21]，同时多柔比星还干扰了Nrf2和FoxO3a通路[17]。值得注意的是，反向调节的Ang-(1-7)/Mas受体轴通过Nrf2/HO-1的激活来减轻Ang II引起的氧化应激和炎症[22],[23]，进一步强调了α-Klotho与RAS有害途径之间的负相关关系。
α-Klotho调节的另一个关键通路是Wnt/β-连环蛋白信号通路，这是一个与肾纤维化相关的经典形态发生级联反应。通过抑制Wnt受体结合和下游β-连环蛋白的激活[24],[25],[26]，α-Klotho抑制了肾脏中RAS的关键成分的转录[27]。在多柔比星处理的大鼠中，α-Klotho介导的Wnt/β-连环蛋白抑制减轻了Ang II驱动的内皮-间质转化和纤维化重塑[28]。
物质P（SP）是一种神经肽，主要通过结合神经激肽-1（NK-1）受体参与疼痛感知和神经源性炎症[29]。NK-1受体在肾脏中高度表达，调节肾脏的血液动力学、滤过功能、钠平衡和炎症反应[18]。重要的是，SP/NK-1信号通路参与了多柔比星引起的损伤，包括心脏毒性[30]，但其在肾毒性中的作用尚未被研究。有趣的是，观察到Ang-(1-7)和SP之间存在负相关关系，即Ang-(1-7)/Mas受体的激活反而抑制了SP/NK-1的活性[31]。
总的来说，这些发现提示了一种潜在的治疗途径，即通过靶向SP/NK-1信号通路来减轻多柔比星引起的肾损伤，可能通过调节α-Klotho及其相关的抗氧化、RAS和Wnt/β-连环蛋白通路来实现。
基于这一思路，本研究旨在评估NK-0869作为NK-1受体拮抗剂在多柔比星诱导的肾毒性中的肾脏保护作用，强调了α-Klotho的作用及其对这些相互关联的信号通路的影响。
伦理声明
根据批准代码PT 3383，所有实验程序均符合开罗大学药学院研究伦理委员会的伦理框架。本研究遵循ARRIVE指南，并完全遵守美国国立卫生研究院关于实验动物护理和使用的指南（NIH出版物编号85-23，修订于1996年）。
动物
Sprague-Dawley雄性大鼠（体重200±25克）来自经认证的实验动物供应商
结果
由于对照组和仅接受MK-0869处理的组之间没有显著差异，因此对照组被用作评估多柔比星肾毒性模型和MK-0869治疗效果的参考。
讨论
鉴于关于SP/NK-1受体通路在肾损伤中作用的证据有限且有时存在矛盾，本研究提供了新的机制见解，表明药理学阻断这一通路可能减轻多柔比星引起的肾毒性，并与多个相互关联的病理通路的变化有关。多柔比星的处理与肾功能障碍、足细胞损伤、组织学恶化、氧化应激以及明显的
结论
总之，本研究表明，SP/NK-1受体通路的失调是多柔比星诱导肾毒性的关键驱动因素，其作用机制包括氧化应激、RAS失衡、适应性生存信号通路紊乱、足细胞损伤和促纤维化重塑。MK-0869对NK-1受体的药理学抑制通过恢复肾功能、保护足细胞完整性、重新平衡Ang II/Ang-(1-7)信号通路等方式，有效消除了这些病理变化。
CRediT作者贡献声明
Bassant M. El-Mokadem：撰写初稿、验证、软件使用、资源管理、方法设计、数据整理、概念构思。
Dalaal M. Abdallah：撰写初稿、数据可视化、验证、监督、软件使用、正式数据分析、数据整理、概念构思。
Hanan S. El-Abhar：撰写修订稿、数据可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、正式数据分析、概念构思。
Sarah A. Abd El-Aal：撰写初稿
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者衷心感谢埃及吉萨动物研究所的病理学研究员Islam Elgohary博士在组织病理学和免疫组学检查方面提供的专业帮助。
