桦木酸通过激活Nrf2/HO-1通路并抑制线粒体损伤依赖性的海绵体平滑肌细胞凋亡，从而改善海绵体神经损伤引起的勃起功能障碍

《European Journal of Pharmaceutical Sciences》：Betulinic acid ameliorates cavernous nerve injury-induced erectile dysfunction through Nrf2/HO-1 pathway activation and inhibition of mitochondrial damage-dependent corpus cavernosum smooth muscle cells apoptosis

　　

徐宇航|张少华|李晓杰|张新军|薛向东|侯国东|朱峰

新乡医学院第一附属医院泌尿外科，中国河南省魏县453100

摘要

根治性前列腺切除术最常见的并发症是勃起功能障碍（ED），这主要是由于海绵体神经损伤（CNI）引起的，其特点是海绵体细胞凋亡。白桦酸（BA）是一种具有显著抗凋亡作用的金蝶烷三萜类化合物。然而，BA是否能改善CNI引起的ED仍不清楚。本研究将20只雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为对照组、双侧CNI组（BCNI组）、低剂量BA组和高剂量BA组。每天经胃灌胃磷酸盐缓冲盐水（PBS）或BA后4周，对海绵体神经进行电刺激以评估勃起功能，随后收集阴茎组织进行组织学分析。使用H₂O₂建立了海绵体平滑肌细胞（CCSMCs）的凋亡模型。低剂量和高剂量的BA治疗均改善了BCNI大鼠的ED并减轻了海绵体组织损伤，同时上调了核因子红系相关因子2（Nrf2）和血红素加氧酶-1（HO-1）的表达。此外，BA还减轻了H₂O₂引起的氧化应激、线粒体损伤和CCSMCs的凋亡。这种保护作用与活性氧、线粒体超氧化物、线粒体通透性转变孔开放和caspase3水平的协同降低以及线粒体膜电位的升高、激活的Nrf2/HO-1信号通路和改善的线粒体形态有关。然而，Nrf2抑制剂ML385部分削弱了这种保护效果。总体而言，BA通过Nrf2/HO-1介导的机制，主要通过抵御线粒体损伤相关的CCSMCs凋亡来改善ED和减轻海绵体损伤。

引言

根治性前列腺切除术（RP）是治疗局部前列腺癌（PCa）的最有效方法，且与良好的长期预后相关（Rebello等，2021）。然而，由于前列腺在解剖上靠近神经血管束，因此接受RP的患者中勃起功能障碍（ED）较为常见（Capogrosso等，2016）。尽管随着对PCa认识的深入，包括腹腔镜和机器人辅助的保留神经RP在内的手术技术不断创新和改进，但RP后的ED发生率仍然很高。海绵体平滑肌细胞（CCSMCs）的凋亡增加是CNI引起ED的主要因素，且这种损伤通常是不可逆的（Weyne等，2015；Podlasek，2006；Wu等，2018）。磷酸二酯酶5型抑制剂目前是盆腔手术后阴茎康复的首选治疗方法（Karakus和Burnett，2020）。多项使用啮齿动物模型的临床前研究表明，口服磷酸二酯酶5型抑制剂可通过减少海绵体细胞凋亡和氧化损伤来改善勃起功能（Park等，2008；Garcia等，2014）。然而，也有研究指出，常规剂量的磷酸二酯酶5型抑制剂不足以防止勃起功能的恶化（Montorsi等，2008；Montorsi等，2014）。因此，迫切需要寻找更有效的治疗方法来减少CCSMCs的凋亡并缓解CNI引起的ED。

白桦酸（BA）是一种在中药中广泛应用的金蝶烷三萜类化合物（Aswathy等，2022），据报道具有抗癌、抗凋亡、抗炎和抗氧化作用（Zhu等，2022；Oliveira-Costa等，2002；Alruhaimi，2023）。BA通过促进自噬、减少活性氧（ROS）、抑制炎症和抑制线粒体凋亡来保护神经系统、肾脏和肝脏免受损伤（Wu等，2021；Lv等，2018；Huang等，2021；Fan等，2018；Liu等，2019）。然而，尚不清楚BA是否能够保护CNI大鼠的阴茎组织，以及这种效果是否与调节CNI后的CCSMCs的线粒体损伤和凋亡有关。本研究基于BA通过抑制CCSMCs的线粒体损伤和凋亡来缓解CNI引起的ED的假设，探讨了BA的治疗效果。

章节片段

动物

共25只8周大的雄性Sprague-Dawley大鼠（来自中国郑州的河南实验动物中心）在标准条件下单独饲养。本研究获得了新乡医学院第一附属医院（中国魏县）动物护理和使用委员会的批准（批准编号EC-025-607）。从5只大鼠中分离出CCSMCs。其余20只大鼠被随机分为4组（每组5只），分别接受假手术（一组）或双侧CNI手术

BA补充剂维持了BCNI大鼠的勃起功能

对照组、BCNI组、低剂量BA组和高剂量BA组的Max ICP/MAP比率分别为0.726 ± 0.057、0.301 ± 0.043、0.458 ± 0.035和0.638 ± 0.048。BCNI组的最大ICP和Max ICP/MAP值显著降低（p < 0.05）（图2）。低剂量和高剂量的BA治疗均不同程度地恢复了BCNI大鼠的勃起功能（p < 0.05）（图2）。高剂量BA组的改善效果更为明显，表明持续使用BA治疗有助于减轻CNI引起的ED

讨论

尽管在保留神经的RP技术方面取得了显著进展，许多患者术后仍会出现ED。CNI引起的海绵体细胞凋亡被认为是RP后ED的关键机制（Ge等，2024；Klein等，1997）。近年来，由于其抗凋亡作用，BA作为金蝶烷三萜类化合物受到了广泛关注。Wang等（2018）观察到BA治疗通过减少凋亡相关蛋白水平改善了心肌缺氧/再灌注损伤。

结论

总之，外源性BA补充剂通过激活Nrf2/HO-1通路，改善了CNI引起的ED和CCSMCs的线粒体损伤依赖性凋亡（图8）。本研究表明，BA可能作为一种潜在的抗凋亡疗法用于治疗CNI引起的ED。

CRediT作者贡献声明

朱峰：撰写——审阅与编辑、监督、资金获取。徐宇航：撰写——审阅与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、监督、方法学设计、资金获取、概念提出。李晓杰：概念提出。张少华：数据可视化、概念提出。薛向东：方法学设计。张新军：方法学设计。侯国东：数据验证。

Oliveira-Costa等，2022；Podlasek，2009。

伦理审批

实验动物方案已获得新乡医学院第一附属医院伦理委员会的批准（批准编号EC-025-607）。

出版同意

所有参与者均同意本文的发表。

数据可用性

本研究中的数据可向相应作者索取。

作者声明没有利益冲突。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号82501952）和河南省医学科学技术研究相关联合建设项目（项目编号LHGJ20250456）的资助。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

我们感谢Home for Researchers编辑团队（www.home-for-researchers.com）提供的语言编辑服务。