体内评估蜂毒肽对多柔比星诱导的小鼠急性和慢性神经毒性的保护作用

《Brain Research》:In vivo evaluation of the neuroprotective effects of melittin on doxorubicin-induced acute and chronic neurotoxicity in mice

【字体: 时间:2026年05月17日 来源:Brain Research 2.6

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  索内尔·基纳(Soner Kina)| 塞利娜·阿克萨克·卡拉梅塞(Selina Aksak Karamese)高加索大学医学院麻醉与复苏系,土耳其卡尔斯(Kars),邮编36100摘要多柔比星(DOX)是一种广泛使用的化疗药物,但其临床应用受到严重神经毒性副作用的限制,这些副作

  
索内尔·基纳(Soner Kina)| 塞利娜·阿克萨克·卡拉梅塞(Selina Aksak Karamese)
高加索大学医学院麻醉与复苏系,土耳其卡尔斯(Kars),邮编36100

摘要

多柔比星(DOX)是一种广泛使用的化疗药物,但其临床应用受到严重神经毒性副作用的限制,这些副作用表现为认知功能障碍和神经元损伤,无论是在急性还是慢性暴露后都会出现。神经炎症、氧化应激和细胞凋亡是多柔比星诱导的神经毒性的核心机制。蜂毒中提取的生物活性神经肽——蜂毒肽(Melittin)具有强大的抗炎和细胞保护作用;然而,其对多柔比星诱导的神经毒性的影响尚未得到充分研究。
实验小鼠被分为急性(DOX-3)和慢性(DOX-4)暴露组。蜂毒肽的给药剂量分别为0.1、0.2和0.4毫克/千克。通过氧化应激的生化标志物(包括丙二醛(MDA)和还原型谷胱甘肽(GSH)来评估其神经保护效果。此外,还通过免疫组化和分子分析方法检测了脑组织中的神经炎症(NF-κB、iNOS、nNOS、TNF-α、IL-6)和细胞凋亡(Caspase-3)。
在本研究中,我们探讨了蜂毒肽在急性及慢性多柔比星诱导的神经毒性小鼠模型中的神经保护作用。雄性Balb/c小鼠分别接受急性(4毫克/千克,持续2周)或慢性(3毫克/千克,持续6周)的多柔比星处理,在多柔比星给药前腹腔注射蜂毒肽(剂量为0.1、0.2或0.4毫克/千克)。通过定量实时PCR分析NF-κB、TNF-α、IL-6、可诱导的一氧化氮合酶(iNOS、nNOS)和Caspase-3来评估脑组织中的分子变化。同时,通过氧化应激的生化标志物(包括丙二醛(MDA)和还原型谷胱甘肽(GSH)来评估神经保护效果。最后,通过免疫组化进一步检测NF-κB蛋白的表达。
多柔比星处理显著上调了促炎细胞因子、NF-κB信号通路、MDA水平以及iNOS和Caspase-3的表达,在急性和慢性神经毒性模型中均抑制了nNOS的表达和GSH水平。蜂毒肽治疗以剂量依赖的方式显著减轻了多柔比星诱导的神经炎症和细胞凋亡反应,最高剂量可使分子参数恢复到对照水平。这些保护作用在慢性神经毒性模型中更为明显。
我们的研究结果表明,蜂毒肽通过调节氧化-炎症-细胞凋亡轴并恢复大脑的氧化还原平衡,发挥强大的神经保护作用。蜂毒肽可能成为一种有前景的基于神经肽的治疗策略,用于减轻化疗相关的神经毒性。

引言

多柔比星(DOX)等化疗药物被广泛用于治疗各种实体瘤和血液系统恶性肿瘤;然而,它们的临床效果常常受到对非靶组织(包括中枢神经系统)的严重不良反应的限制(Kciuk等人,2023年)。越来越多的证据表明,无论是急性还是慢性暴露于多柔比星都可能导致神经毒性,表现为认知功能障碍、记忆障碍和神经元损伤,这些统称为化疗引起的认知障碍或“化疗脑”(Du等人,2021年)。尽管其临床意义重大,但多柔比星诱导的神经毒性的分子机制及有效的保护策略仍不完全清楚。
神经炎症被认为是多柔比星诱导的神经元损伤的关键机制。核因子κB(NF-κB)的激活是一种关键的转录因子,可调节炎症反应,导致促炎细胞因子(如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)的表达增加,从而加剧细胞功能障碍和组织损伤(Mao等人,2025年;Karamese等人,2016年)。实验研究表明,多柔比星暴露会激活神经组织中的NF-κB,导致急性和慢性神经毒性条件下的持续炎症信号传导。因此,调节NF-κB介导的炎症通路是预防化疗相关神经毒性的一个有前景的治疗靶点(Bhatt等人,2025年;Kamińska和Cudnoch-J?drzejewska,2023年;Keeney等人,2018年)。
氧化应激是指活性氧(ROS)的产生与抗氧化防御系统的能力之间的不平衡,在多柔比星诱导的神经毒性发病机制中起着重要作用。丙二醛(MDA)是脂质过氧化的关键生物标志物,反映了细胞膜氧化降解的程度。为了对抗氧化损伤,GSH作为自由基的主要清除剂和多种抗氧化酶的关键辅因子。因此,监测MDA和GSH水平的变化有助于了解氧化损伤的严重程度以及治疗药物在恢复细胞氧化还原平衡方面的潜在效果(Aksak Karamese等人,2025年)。此外,活性氧和氮氧化物的过度生成会破坏氧化还原平衡并促进神经元损伤(Joshi等人,2010年)。一氧化氮合酶(NOS)的亚型在此过程中起着核心作用,其中可诱导的一氧化氮合酶(iNOS)与病理性的一氧化氮过量产生有关,而神经元一氧化氮合酶(nNOS)则参与生理性的神经元信号传导(Calabrese等人,2007年)。iNOS和nNOS表达的不平衡与神经元损伤和神经退行性过程有关,这突显了在神经保护策略中针对氧化应激途径的重要性。
细胞凋亡是神经组织中过度炎症和氧化应激的常见结果。Caspase-3在细胞凋亡过程中起关键作用,并被广泛用作神经毒性模型中神经元凋亡的标志物。越来越多的证据表明,多柔比星引起的炎症和氧化应激会激活细胞凋亡途径,从而导致神经元丢失和功能损伤(Yuan和Yankner,2000年)。
蜂毒肽是蜂毒中的主要生物活性肽成分,其抗炎、抗氧化和抗细胞凋亡作用已得到广泛研究。先前的研究表明,蜂毒肽可以抑制NF-κB的激活,减少促炎细胞因子的产生,并调节多种实验模型中的氧化应激(Ertilav,2023年;Xing等人,2024年;Sriwidodo等人,2025年)。然而,其在急性及慢性多柔比星诱导的神经毒性中的潜在保护作用,特别是在NF-κB信号通路及相关分子途径方面的作用,仍需进一步探索。
因此,本研究旨在通过qPCR检测转录水平上的炎症、氧化和细胞凋亡标志物,以及免疫组化评估NF-κB表达和生化分析MDA及GSH水平,来探讨蜂毒肽对急性及慢性多柔比星诱导的神经毒性的影响。

章节摘录

方法

本研究的伦理批准由卡尔斯高加索大学动物实验地方委员会授予(批准编号:KAU-HADYEK 2025/109)。所有涉及动物的实验均遵守该机构和国家当局制定的伦理规定,并按照欧洲指令2010/63/EU执行,该指令为科学研究中的动物护理和使用制定了标准。
共使用了54只8-10周大的雄性Balb/c小鼠

结果

如图1A-F所示,与对照组相比,多柔比星处理两周后,NF-κB、TNF-α、IL-6和Caspase-3的mRNA表达水平显著升高,而nNOS的表达显著降低(p<0.05)。蜂毒肽治疗以剂量依赖的方式显著降低了多柔比星诱导的NF-κB、TNF-α和IL-6的表达升高(p<0.05)。同样,多柔比星诱导的iNOS和Caspase-3 mRNA表达升高也被显著抑制

讨论

像多柔比星这样的化疗药物引起的神经毒性仍然是一个主要的临床问题,因为它与持续的神经功能障碍相关。无论是急性还是慢性暴露于多柔比星,都会通过炎症、氧化和细胞凋亡机制破坏神经元稳态,最终导致神经元功能障碍和细胞死亡(Joshi等人,2010年;Aluise等人,2010年)。因此,识别能够减轻多柔比星诱导的神经毒性效应的因子至关重要

作者贡献声明

索内尔·基纳(Soner Kina):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、软件使用、数据管理、概念构思。塞利娜·阿克萨克·卡拉梅塞(Selina Aksak Karamese):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、软件使用、方法学设计、数据管理、概念构思。

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢高加索大学医学院医学生物化学系的?mer Faruk Ba?er博士在生化分析方面提供的技术支持。
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