艾帕格列净（Empagliflozin）和纳林根宁（Naringenin）通过调节NLRP3炎性体介导的焦亡作用，减轻顺铂（Cisplatin）引起的睾丸损伤：综合分子对接研究和体内实验证据
《Reproductive Toxicology》：Empagliflozin and naringenin mitigate cisplatin-induced testicular injury via modulating NLRP3 inflammasome-mediated pyroptosis: Integrated molecular docking and in vivo evidence
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赛义德·马哈茂德（Sayed Mahmoud）|拉莎·H·阿卜杜勒-加尼（Rasha H. Abdel-Ghany）|阿提夫·S·埃尔加尔巴维（Atef S. Elgharbawy）|塔雷克·卡米斯（Tarek Khamis）|埃斯拉·M·扎卡里亚（Esraa M. Zakari
赛义德·马哈茂德（Sayed Mahmoud）|拉莎·H·阿卜杜勒-加尼（Rasha H. Abdel-Ghany）|阿提夫·S·埃尔加尔巴维（Atef S. Elgharbawy）|塔雷克·卡米斯（Tarek Khamis）|埃斯拉·M·扎卡里亚（Esraa M. Zakaria）
埃及扎加齐格大学药学院（Zagazig University Faculty of Pharmacy, EGYPT）
摘要
背景
顺铂（Cisplatin, CP）是一种高效的抗癌药物；然而，其医疗应用受到多器官毒性的限制。顺铂引起的睾丸损伤主要由氧化应激和炎症引发。
目的
本研究调查并比较了秋水仙碱（Colchicine, Col）、恩格列净（Empagliflozin, Empa）和纳林根宁（Naringenin, Nar）对大鼠顺铂诱导的睾丸毒性的疗效，重点探讨它们对NF-κB/炎性体通路的可能抑制作用。
方法
本研究结合了分子对接技术和体内实验。通过分子对接技术评估了秋水仙碱、恩格列净和纳林根宁与NLRP3之间的相互作用。雄性大鼠分别口服恩格列净或纳林根宁（剂量为10毫克/千克/天或50毫克/千克/天），持续6周，随后给予单次顺铂剂量（7毫克/千克，腹腔注射）。在顺铂注射前一周开始给予秋水仙碱，所有处理均持续一周后终止实验。
结果
恩格列净和纳林根宁显著减轻了睾丸的氧化应激、激素水平异常以及精子质量下降，并保持了组织病理结构。其保护作用与炎症减轻和细胞凋亡（pyroptosis）减少有关，这体现在顺铂诱导的NF-κB、NLRP3、caspase-1、IL-1β、IL-18和GSDMD表达下调。
结论
恩格列净和纳林根宁通过减轻氧化应激、炎症和细胞凋亡来缓解顺铂引起的生殖毒性，从而有可能提高顺铂化疗方案的安全性。
引言
顺铂（Cisplatin, CP）是一种常用且经济有效的铂类化疗药物，适用于治疗膀胱癌、卵巢癌和睾丸癌等实体瘤[1]。然而，由于其严重的不良反应（尤其是对男性生殖系统的毒性[2]），其临床应用受到限制。顺铂的治療和毒性作用均源于其结合DNA的能力，这种结合会破坏细胞的复制和修复机制，从而引发氧化应激、炎症和细胞凋亡等过程，最终导致癌细胞死亡[4]。在睾丸中，顺铂会导致生殖细胞死亡、莱迪希细胞（Leydig cells）功能受损、睾丸重量减少，并引发从亚生育能力到永久性不育的各种生育问题[5]。
NOD样受体蛋白3炎性体（NLRP3）是一种细胞质复合物，由NLRP3、含半胱天冬酶募集结构域（ASC）的凋亡相关蛋白以及前体半胱天冬酶-1组成，参与先天免疫反应的激活。氧化应激会激活核因子-κB（NF-κB），促进其向细胞核迁移，并上调炎性体成分NLRP3、前体半胱天冬酶-1、前体白细胞介素-1β（IL-1β）和前体白细胞介素-18（IL-18）的水平。随后炎性体的组装会激活半胱天冬酶-1，导致IL-1β和IL-18的成熟，引发细胞凋亡并加剧炎症[6]。最近的研究表明，顺铂引起的睾丸功能障碍与NLRP3炎性体的上调有关[7][8]。
秋水仙碱（Col）是一种植物碱类物质，传统上用于缓解疼痛和治疗炎症，目前也被批准用于治疗痛风发作和家族性地中海热（FMF）[9]。尽管尚未直接研究秋水仙碱对大鼠顺铂诱导的睾丸损伤的作用，但其他疾病模型的证据表明它可能抑制炎性体的激活[10][11]；然而，长期口服秋水仙碱也可能导致睾丸毒性[12]。
恩格列净（Empagliflozin, Empa）是一种抗糖尿病药物，通过选择性阻断近端肾小管中的钠-葡萄糖共转运蛋白2（SGLT2）来抑制葡萄糖的重吸收[13]。最新研究表明，恩格列净有可能用于治疗心血管疾病、视网膜缺血/再灌注损伤和肾脏保护等新适应症，其治疗效果主要与炎性体抑制和抗氧化作用有关[14][15]。迄今为止，尚无研究评估恩格列净对顺铂诱导的睾丸损伤的疗效。
纳林根宁（Naringenin, Nar）是一种存在于番茄、柑橘类水果和葡萄柚中的黄酮类化合物，具有抗菌、抗糖尿病、降血脂和心脏保护作用，这些作用源于其抗氧化和抗炎特性[18][19]。研究发现，纳林根宁对肿瘤细胞具有细胞毒性，并可能在某些癌症治疗中起到辅助作用[20][21]。此外，纳林根宁还能抑制脂多糖（LPS）引起的神经毒性，并与炎性体抑制有关[22]。
综上所述，本研究调查并比较了秋水仙碱、恩格列净和纳林根宁在预防顺铂诱导的睾丸损伤方面的疗效，重点探讨了它们在调节炎性体活性中的作用。
节选内容
秋水仙碱、恩格列净和纳林根宁与NLRP3的分子对接
秋水仙碱、恩格列净和纳林根宁与NLRP3的分子对接
为了评估秋水仙碱、恩格列净和纳林根宁与NLRP3蛋白之间的相互作用，进行了分子对接模拟。结合亲和力和相互作用参数总结见表1。在各配体中，恩格列净的结合亲和力最高，为-10.5千卡/摩尔；其次是纳林根宁（-9.4千卡/摩尔），秋水仙碱为-8千卡/摩尔。分析显示，每种配体都与NLRP3形成了一个氢键。
讨论
本研究再现了顺铂引起的男性生殖毒性，明确了其对类固醇生成的外周影响，表现为血清LH、睾酮水平的变化以及睾丸Kiss1R表达的改变。顺铂显著干扰了下丘脑-垂体-睾丸（HPT）轴的功能，表现为血清LH水平下降。此外，顺铂还降低了睾丸中的KISS1R水平，表明该受体受到直接影响。
结论
结论表明，恩格列净和纳林根宁通过调节睾丸中的NF-κB/NLRP3炎性体通路有效缓解了顺铂引起的睾丸功能障碍，同时还具有抗氧化和抗纤维化作用。恩格列净和纳林根宁的疗效相当，并优于秋水仙碱。分子对接分析表明，它们的抑制作用可能是通过与NLRP3的相互作用实现的。此外，我们的研究结果建议...
局限性与前景
本研究存在一些局限性：仅采用了单一的急性顺铂治疗方案，可能无法完全反映慢性临床暴露的情况；未评估其生殖功能（如生育能力和交配表现）；缺乏仅使用药物的对照组，从而影响了对恩格列净和纳林根宁独立作用的研究；此外，也未进行药物的药代动力学分析。
资助声明
本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的资助。
作者贡献声明
埃斯拉·M·扎卡里亚（Esraa M. Zakaria）：负责撰写、审稿与编辑、研究设计、方法论制定及数据分析。拉莎·H·阿卜杜勒-加尼（Rasha H. Abdel-Ghany）：负责撰写、审稿与编辑、研究概念的提出。赛义德·马哈茂德（Sayed Mahmoud）：负责撰写、审稿与编辑、原始草稿的撰写、资源获取、方法论制定、实验实施及数据分析。塔雷克·卡米斯（Tarek Khamis）：负责方法论制定。阿提夫·S·埃尔加尔巴维（Atef S. Elgharbawy）：负责撰写、审稿与编辑、研究设计。
写作过程中使用的生成式人工智能和人工智能辅助技术声明
在准备本论文期间，作者使用了Perplexity.ai工具进行语言编辑和润色。使用该工具后，作者对内容进行了必要的审阅和调整，并对发表文章的内容负全责。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究的已知利益冲突或个人关系。
致谢
作者感谢扎加齐格大学兽医医学院病理学系的Mohammed Salah Sobh助理教授在组织病理分析方面的贡献。
