牛磺酸在缓解白化大鼠因雷公兰黄素（Tartrazine）引起的肝毒性中的作用：生化、组织病理学、免疫组织化学及基因表达评估

《Tissue and Cell》：Alleviating Role of Taurine against Tartrazine-Induced Hepatotoxicity in Albino Rat: Biochemical, Histopathological, Immunohistochemical, and Gene Expression Assessments

　　萨马尔·莫尔塔达·马哈茂德 | 雷哈姆·H·阿卜杜勒-卡里姆 | 萨拉·F·萨达维 | 赫巴·H·马布布 | 阿卜杜勒法塔赫·M·阿卜杜勒法塔赫 | 阿米拉·哈迈德·穆罕默德·苏莱曼
人类解剖学与胚胎学，扎加齐格大学医学院，埃及

摘要

本研究调查了半必需氨基酸牛磺酸（Tau）对酒石黄（Tz）诱导的肝损伤的抗炎和抗氧化作用，特别关注SIRT-1/HMGB-1信号通路。28只雄性白化大鼠被随机分为四组（每组7只）：对照组、Tau组（100 mg/kg/天）、Tz组（7.5 mg/kg/天）和Tz+Tau组，所有组均通过灌胃方式给药30天。Tz暴露导致了显著的肝毒性，表现为体重下降、相对肝重量增加以及血清肝酶显著升高，包括ALT（113.50%）、AST（607.77%）和GGT（219.00%）。Tz还引发了严重的氧化应激，表现为肝MDA增加了344.76%，同时抗氧化防御机制显著下降：SOD（82.31%）、CAT（60.53%）、GPx（44.45%）和GSH（92.18%）。此外，Tz显著抑制了肝SIRT-1 mRNA的表达（75.51%），并伴随肝组织结构破坏、炎症细胞浸润、坏死、胶原沉积增加以及HMGB-1、TGF-β1、TNF-α和α-SMA的上调。相反，牛磺酸的联合使用显著改善了这些异常，使升高的肝酶降低了22.29%（ALT）、49.22%（AST）和35.21%（GGT），MDA降低了52.17%，并恢复了抗氧化状态，SOD、CAT、GPx和GSH分别增加了213.27%、101.92%和565.91%。牛磺酸还部分恢复了SIRT-1 mRNA的表达（相对于Tz组增加了220.8%），并显著减轻了与纤维化和炎症相关的标志物（p < 0.001）。总之，牛磺酸通过上调SIRT-1和抑制HMGB-1通路，发挥强大的肝脏保护作用，从而减少氧化应激、炎症和纤维化。

引言

酒石黄（Tz）（E102或FD&C黄色5号）是一种全球广泛使用的食用色素，我们几乎每天都会摄入（Elhkim等，2007；Ameur等，2019；Rodrigues等，2025）。它比天然食用色素更耐用且成本更低。这种合成柠檬黄色染料用于酱料、零食、饮料、冰淇淋、果酱、口香糖和果冻中（Rovina等，2017）。尽管其使用广泛，但关于其安全性和潜在健康影响仍存在争议，尤其是在年轻人喜爱的食品中。2009年，欧洲食品安全局（EFSA）重新确认了Tz的每日允许摄入量为0–7.5 mg/kg体重（Additives and Food，2009）。Tz或其代谢物的毒性可能是导致其毒性的直接原因（Amchova等，2024）。多项研究表明，Tz与胃肠道、肾脏（El Rabey等，2019）、神经系统（El-sakhawy等，2019）、血液系统变化（Abd-Elhakim等，2018）及致畸潜力（Hashem等，2019）有关。在动物肠道中，肠道微生物群可将Tz代谢为两种副产物：氨基吡唑酮和磺胺酸（Chung等，1992）。这些物质可能产生活性氧（ROS），导致氧化应激，从而损害肝脏和肾脏组织并干扰生化参数。因此，给予保护因子可能是减轻Tz消费者风险的有效策略。

牛磺酸（Tau）是一种含硫的半必需氨基酸，可通过饮食获取或由肝脏从蛋氨酸和半胱氨酸内源性合成（Lambert等，2015；Wen等，2019）。Tau参与多种生物和生理功能，包括渗透压调节、钙平衡、抗氧化、胆盐合成和神经功能（Lambert等，2015）。已有研究探讨了Tau在糖尿病（Tao等，2022）、神经系统（Jakaria等，2019）和心血管健康（Santulli等，2023）等健康状况中的保护作用。此外，它也被认为是一种潜在的肝脏保护剂（Miyazaki和Matsuzaki，2014）。

牛磺酸主要通过调节线粒体功能、抑制活性氧生成、调节线粒体pH值和维持膜电位及谷胱甘肽水平来调节氧化应激（Mousavi等，2020）。它增强抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和谷胱甘肽-S-转移酶（GST）的活性，同时降低氧化应激标志物如脂质过氧化物酶（LPO）、丙二醛（MDA）和髓过氧化物酶（MPO），从而维持氧化还原平衡（Naraki等，2025）。牛磺酸还缓解内质网（ER）应力，并调节血管紧张素II–NADPH氧化酶轴等氧化途径（Ibrahim等，2020）。此外，牛磺酸具有强烈的抗炎和抗凋亡作用（Faghfouri等，2022）。除此之外，牛磺酸通过促进短链脂肪酸的产生、逆转免疫抑制模型中的菌群失调以及扩展利用牛磺酸的微生物种类来抑制致病细菌，从而影响肠道微生物群。它稳定肠道屏障，减轻结肠炎模型中的炎症，并抑制与年龄相关的肠道增生（Qian等，2023）。

沉默信息调控因子sirtuin-1（SIRT-1）主要依赖烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）作为辅因子，是一种组蛋白去乙酰化酶，在调节涉及代谢和应激反应的转录网络中起关键作用。它通过减轻氧化应激、维持线粒体代谢稳态和促进DNA损伤修复来维护人类健康（Wei等，2022）。HMGB-1（高迁移率盒-1）是一种受到SIRT-1去乙酰化的转录因子。在细胞损伤时，去乙酰化的HMGB-1会转移到细胞外空间，与各种靶细胞受体结合，触发趋化因子和促炎细胞因子的释放（Kwak等，2020）。HMGB-1通常由巨噬细胞主动分泌或从坏死细胞被动释放，作为促炎介质促进慢性巨噬细胞驱动的炎症。其活性受氧化还原状态的影响，从而诱导细胞因子如肿瘤坏死因子α（TNF-α）的释放和趋化因子的释放（Goto等，2021）。同时，SIRT-1蛋白减少HMGB-1的乙酰化，进而降低其激活和向细胞外空间的释放（Michan和Sinclair，2007），这表明SIRT-1和HMGB-1在调节炎症中具有拮抗作用（Zhang等，2020）。

尽管牛磺酸在多种实验性肝损伤模型中显示出肝脏保护作用（Zheng等，2023；Eskandrani等，2025），但之前没有研究直接探讨其对酒石黄诱导的肝毒性的有效性，也未明确SIRT-1/HMGB-1通路的调节是否对此保护有贡献。这一知识空白尤为重要，因为酒石黄仍然是最广泛使用的合成食用色素之一，但其肝毒性的分子机制尚未完全阐明（Balta等，2019；Abd El-Hakam和Farrag，2022）。因此，本研究首次采用综合方法（包括生化、组织病理学、免疫组化和基因表达评估）探讨了牛磺酸对大鼠酒石黄诱导的肝损伤的保护作用。具体而言，我们评估了牛磺酸是否通过恢复SIRT-1表达和抑制HMGB-1/TNF-α信号通路来减轻氧化应激、炎症反应和纤维化变化。因此，这项工作不仅确定了牛磺酸作为对抗酒石黄相关肝损伤的潜在保护剂，还为食物添加剂诱导的肝毒性的发病机制提供了新的见解。

实验动物

28只健康的雄性成年白化大鼠，体重范围……

Tz和Tau对实验动物体重和肝重的影响
所有大鼠的初始平均体重相当，无统计学差异（表2）。然而，Tz组与对照组和Tau组相比，体重显著下降。尽管Tz和Tau联合使用后体重有所增加，但最终体重和增重仍显著低于对照组和Tau组。

讨论

食品色素被广泛用于改善食品的外观和风味。由于食品制造的进步和消费者对包装食品的偏好，实际上难以避免使用食品色素。Tz可能具有神经毒性（Rafati等，2017；Visternicu等，2025）和肝毒性（Balta等，2019）。最近，天然植物及其精油已被成功用于减轻毒性并对抗……

研究的局限性
尽管如此，仍应承认一些局限性。我们仅使用了雄性大鼠以避免性别差异，因此无法确定这种效果是否适用于雌性。我们还只使用了一种剂量和一个治疗周期，因此可能错过了在高剂量或低剂量下或不同时间范围内的反应。我们的重点主要是肝脏，因此未检查可能受到Tz影响的其他器官。

结论

提高公众对酒石黄健康危害的认识至关重要。我们的结果表明，牛磺酸显著减轻了酒石黄的毒性，这涉及上调SIRT-1功能，从而抑制HMGB-1的乙酰化激活，减轻由Tz引起的炎症、氧化和纤维化，并增强肝脏功能。

伦理出版声明和伦理批准
所有动物实验均符合ARRIVE指南，并遵循英国1986年《动物（科学程序）法案》及相关指南、欧盟2010/63/EU动物实验指令。所有动物实验均获得了埃及扎加齐格大学兽医医学院动物福利和伦理审查委员会的批准（批准编号ZU-IACUC/3/F/448/2023）。

利益冲突
所有作者均未披露利益冲突。

未引用参考文献
（Amin等，2010；Anand等，2011；Gad，2019；Leo等，2018；Mennecozzi等，2015；Saxena和Sharma，2015；World Health and Joint，2016）

资金
本研究未获得任何资金或资助。

利益冲突声明
所有作者声明没有利益冲突。