《Tissue and Cell》：Dextromethorphan Induces Sub-Chronic Nephrotoxicity Via Modulating Renin-Angiotensin System, Renal Xenobiotic Transport and Drug Clearance Pathway
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穆罕默德·阿利萨（Mohammed Alissa）|苏阿德·A·阿尔加姆迪（Suad A. Alghamdi）|阿卜杜勒卡里姆·S·宾沙亚（Abdulkarim S. Binshaya）|阿德尔·M·阿尔卡尼（Adel M. Alqarni）|阿瓦吉·Y·萨菲（Awaji Y.
穆罕默德·阿利萨（Mohammed Alissa）|苏阿德·A·阿尔加姆迪（Suad A. Alghamdi）|阿卜杜勒卡里姆·S·宾沙亚（Abdulkarim S. Binshaya）|阿德尔·M·阿尔卡尼（Adel M. Alqarni）|阿瓦吉·Y·萨菲（Awaji Y. Safhi）|法哈德·Y·萨贝（Fahad Y. Sabei）|阿马尔·A·阿尔巴蒂（Amal A. Albati）|阿迪尔·阿巴尔凯尔（Adil Abalkhail）
沙特阿拉伯阿尔-卡尔杰（Al-Kharj）11942，萨塔姆·本·阿卜杜拉齐兹大学（Prince Sattam bin Abdulaziz University）应用医学科学学院（College of Applied Medical Sciences）医学实验室（Department of Medical Laboratory）
摘要
右美沙芬（Dextromethorphan，简称DEX）是一种常用的止咳药，同时也是N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体拮抗剂，据报道它会导致多种器官损伤。本研究旨在系统评估DEX对肾脏的剂量依赖性影响。实验中使用了32只Sprague Dawley大鼠，将其分为对照组以及分别接受20 mg/kg、40 mg/kg和80 mg/kg DEX处理的组。实验结果显示，DEX剂量增加会促进肾素（Renin）、血管紧张素转换酶（ACE）和血管紧张素II受体I型（AGTR1）的表达上调，同时抑制血管紧张素II受体II型（AGTR2）、有机阴离子转运蛋白1（Oat1）、有机阴离子转运蛋白2（Oat2）、有机阴离子转运蛋白3（Oct3）以及多药耐药相关蛋白2（Mrp2）的表达。此外，DEX中毒会抑制过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、血红素加氧酶-1（HO-1）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性，同时增加活性氧（ROS）和丙二醛（MDA）的浓度。DEX还会显著损害肾功能，表现为血清尿素和尿酸水平升高，肌酐清除率显著下降。此外，DEX暴露后肾脏损伤标志物（如KIM-1、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）、N-乙酰葡萄糖胺（NAG）、骨桥蛋白和内皮素-1）的水平也显著升高。从机制上看，DEX通过上调Bcl-2相关蛋白X（Bax）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（caspase-3）和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9（caspase-9）的水平，同时下调B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）的水平，从而改变细胞凋亡平衡。同时，DEX还会引发强烈的炎症反应，表现为核因子κB（NF-κB）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-1β（IL-1β）和环氧化酶-2（COX-2）的浓度升高。组织病理学检查进一步证实了这些变化，表现为从肾小管变性到肾小球广泛破坏、间质水肿和炎症的进行性损伤。总体而言，这些发现表明，亚慢性暴露于DEX会通过破坏肾功能、炎症稳态和凋亡信号通路，产生显著的肾毒性。本研究为DEX引起的肾脏损伤提供了新的机制见解，并强调了加强监管的重要性。
引言
药物引起的肾毒性是一个重要的临床和实验问题，因为它通过影响血流动力学、氧化应激、炎症以及肾小管细胞的死亡，导致大量急性和慢性肾损伤（Perazella, 2018）。肾脏本身由于灌注量高、具有活跃的肾小管转运系统以及参与药物代谢和排泄，特别容易受到外源性物质的损伤（Garcia等人，2024；Kwiatkowska等人，2021）。在制药行业中，中枢作用药物因长期或亚慢性暴露对肾脏组织的潜在影响而受到关注（Kellum等人，2021）。右美沙芬（DEX）是一种常用的止咳药，长期或亚慢性暴露后已被报道会对多个器官产生不良影响（Zaremba等人，2023）。在中枢神经系统中，DEX的毒性表现为神经行为障碍、认知功能障碍、神经炎症和兴奋性神经元损伤（Nguyen等人，2016；Romanelli和Smith，2009）。
此外，DEX中毒还会引起肝脏损伤，表现为血清转氨酶升高、氧化应激、线粒体功能障碍以及组织病理学改变，包括肝细胞变性和炎症浸润（Kayode等人，2021）。同样，DEX暴露还会导致严重的心血管系统改变，如心动过速、高血压、心律失常以及由于交感神经过度激活和心肌细胞钙处理异常引起的氧化损伤（Sadeghy等人，2021）。长期使用DEX还可能导致肺部毒性（包括呼吸抑制和缺氧）、内分泌和免疫系统紊乱，以及促炎和促凋亡通路的激活（Romanelli和Smith，2009）。这些数据表明DEX具有多器官毒性，强调了评估其对肾脏组织系统影响的必要性。
尽管DEX被广泛使用，但其亚慢性暴露与肾素-血管紧张素系统（RAS）失调、肾脏外源性物质转运蛋白调节以及药物清除能力下降之间的机制联系尚未完全明了。因此，本研究旨在阐明DEX引起的亚慢性肾毒性的分子、生化、组织学和计算机制，特别关注RAS信号通路、肾脏转运蛋白表达、氧化应激和肾脏功能损伤标志物。
节选内容
伦理指南
本体内实验严格遵循动物处理的伦理规范进行。所有涉及动物的程序的规划、实施和报告均遵循ARRIVE指南的原则。此外，研究过程符合欧盟指令2010/63/EU关于科学研究中动物使用的监管框架。实验过程中充分考虑了相关伦理要求。
DEX对RAS和外源性物质处理通路的影响
与对照组相比，DEX中毒导致肾素（Renin）、ACE和AGTR1的表达上调，而AGTR2、Oat1、Oat3、Oct2和Mrp2的表达下调。这种紊乱随着DEX剂量的增加（80 mg/kg > 40 mg/kg > 20 mg/kg）而加剧。这些变化具有剂量依赖性。
讨论
本研究提供了全面的实验数据，证明亚慢性暴露于DEX会通过分子、生化和炎症机制导致显著的肾毒性。药物引起的肾毒性是由于氧化应激、炎症激活、肾血流动力学改变以及肾小管黏膜功能障碍所致（Perazella, 2018；Wen和Parikh, 2021）。肾组织受到严重影响。
结论
总体而言，实验结果表明，亚慢性暴露于DEX会导致剂量依赖性的严重肾毒性。DEX显著影响了肾素-血管紧张素系统和外源性物质处理通路，并伴随严重的氧化应激，表现为抗氧化防御机制的耗竭、活性氧生成增加和脂质过氧化加剧。DEX暴露后观察到肾功能下降，包括肾小球滤过率降低、肾小管和肾小球严重损伤。
研究的局限性
当前的研究结果基于动物实验模型，需要通过临床试验进行验证。本研究仅针对雄性大鼠进行，因此应评估DEX对肾脏反应的性别差异。尽管基因表达和生化变化已得到充分评估，但仍需通过Western blotting和免疫组化技术在蛋白质水平上验证关键分子靶点。此外，还需要进一步探讨其作用机制。
伦理指南
本体内实验严格遵循动物处理的伦理规范。所有涉及动物的程序的规划、实施和报告均遵循ARRIVE指南的原则。研究过程符合欧盟指令2010/63/EU关于科学研究中动物使用的监管要求。
ARRIVE指南
本体内实验严格遵循动物处理的伦理规范。所有涉及动物的程序的规划、实施和报告均遵循ARRIVE指南的原则。研究过程符合欧盟指令2010/63/EU关于科学研究中动物使用的监管要求。
资金支持
本研究得到了萨塔姆·本·阿卜杜拉齐兹大学（Prince Sattam bin Abdulaziz University）项目编号（PSAU/2026/R/1447）的资助。
CRediT作者贡献声明
穆罕默德·阿利萨（Mohammed Alissa）：监督、方法学设计、实验实施、概念构思。阿迪尔·阿巴尔凯尔（Adil Abalkhail）：项目管理、资金筹措。阿马尔·A·阿尔巴蒂（Amal A. Albati）：项目管理、资金筹措。法哈德·Y·萨贝（Fahad Y. Sabei）：数据验证、方法学设计、数据分析。阿瓦吉·Y·萨菲（Awaji Y. Safhi）：数据验证、方法学设计、数据分析。阿德尔·M·阿尔卡尼（Adel M. Alqarni）：论文撰写、原始草稿编写、软件使用、资源协调。阿卜杜勒卡里姆·S·宾沙亚（Abdulkarim S. Binshaya）：论文撰写、修订与编辑、软件使用、实验设计。苏阿德·阿尔加姆迪（Suad Alghamdi）：论文撰写、修订与编辑。
