α-倒捻子素对顺铂致肾损伤和心肌损伤的保护作用及分子机制

来源 :吉林农业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:w11425635
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顺铂(cisplatin),全名顺式-1,2-二氯二氨合铂,常用于治疗各种癌症,如卵巢癌、非小泡肺癌、头颈癌及甲状腺癌等。有报道表明,随着用药剂量的增加,顺铂对机体产生的毒副作用也会增加,临床上以肾毒性和心肌毒性最为严重和普遍。尽管目前临床上多采用水化疗法或利用渗透性利尿剂来缓解肾毒性和心肌毒性,但顺铂给机体带来的副作用仍然很大。山竹(Garcinia mangostana Linn.)系藤黄科藤黄属植物,在中医临床应用上具有悠久的历史,主产于我国台湾、福建、广东等地。山竹的树皮、茎和叶皆可入药,其果壳中含有大量有效成分,如双苯吡酮类、黄酮类、蒽醌类、脂肪酸和蛋白质等,对腹痛、腹泻、痢疾、霍乱、感染性创伤、化脓等疾病均有很好的疗效。现代药理研究表明,α-倒捻子素(α-mangostin,α-MG)作为山竹果壳化学成分研究的重点,具有很高的药用价值,如抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗病毒及抗菌等。caspase家族是直接导致凋亡细胞解体,扰乱肾功能平衡的蛋白酶家族。本课题组先前的体内研究表明,caspase 9是最重要的促凋亡因子之一,它在顺铂的刺激下能够激活下游caspase因子,如caspase 3,然后引起级联放大效应,导致细胞凋亡,这表明抑制caspase通路表达的增加可能作为肾脏保护的靶点之一。基于本课题组先前的报道,我们通过体外(顺铂作用于人胚肾细胞株HEK-293)及体内(顺铂致小鼠心损伤模型)实验来观察α-MG的肾保护和心肌保护活性,并揭示了其潜在的分子机制。1.α-MG对顺铂诱导的肾细胞毒性的改善作用。MTT结果表明,α-MG能明显增强HEK-293细胞的活力。活性氧ROS荧光染色显示,α-MG能够显著抑制ROS的过量累积,使得细胞中谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量升高,丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的水平降低,表明α-MG使顺铂诱导的氧化应激损伤有所缓解。免疫蛋白印迹(Western Blot)分析结果显示,α-MG可通过增加抗凋亡蛋白B-cell-lymphoma-2(Bcl-2)和B-cell lymphoma-extra large(Bcl-xl)和减少促凋亡蛋白B-associated X(Bax)和BCL-2/BCL-XL-associated death promoter(Bad)的表达水平来发挥抗凋亡作用。此外,α-MG还减少了活化蛋白半胱天冬酶-3(cleaved caspase-3),活化蛋白半胱天冬酶-9(cleaved caspase-9),多聚腺苷核糖二磷酸聚合酶poly-ADP-ribose polymerase(PARP)和c-JUN N-末端激酶(JNK),并增强了磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)的表达。总之,α-MG能够部分通过缓解氧化应激损伤并抑制细胞凋亡来达到减少顺铂引起的急性HEK-293肾细胞毒性的目的。2.α-MG对顺铂诱导的心肌损伤的保护作用。小鼠适应性饲养2周后,随机分成五组,每组8只:空白组(Normal),α-MG(200 mg/kg)组,顺铂(3 mg/kg)组,顺铂+α-MG(100 mg/kg)组和顺铂+α-MG(200 mg/kg)组。将α-MG混悬于0.05%(w/v)羧甲基纤维素钠中,α-MG和顺铂+α-MG治疗组小鼠连续灌胃给予15天的α-MG,空白组小鼠以相同的给药方式给予0.9%生理盐水。给药第七天时,按3 mg/kg剂量以隔天造模的方式(共5次)对顺铂和顺铂+α-MG组小鼠腹腔注射顺铂来建立慢性心肌损伤模型,24 h后处死。结果表明:顺铂模型组小鼠的血清心肌损伤指标心肌肌钙蛋白(cardiac Troponin T,cTnT),肌酸激酶(creatine kinase,CK),肌酸激酶同工酶(creatine kinase-MB,CK-MB),乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH),丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)的水平以及心脏氧化应激标志物丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的活性显著升高,而α-MG能够有效地抑制上述指标的过度表达。同时,免疫组化结果显示,α-MG预给药后4-HNE阳性表达明显减少,进一步佐证了其抗氧化作用。Western Blot分析结果表明,α-MG能够通过减少Bax、cleaved caspase-3、cleaved caspase-8、cleaved caspase-9、PARP cleavage并增加Bcl-2的表达水平来发挥抗凋亡作用。H&E染色、Hoechst 33258和TUNEL染色结果进一步佐证了α-MG能够有效拮抗顺铂引起的心肌细胞组织病理学的变化和凋亡。此外,α-MG能有效的降低由顺铂引起的mitogen activated protein kinase(MAPK)通路相关因子c-JUN N-terminal kinase(JNK),extracellular signal regulated kinase(ERK)和p38大量的激活。综上,本研究进一步明确了α-MG对顺铂诱导的肾毒性和心肌损伤具有良好的保护作用,且该作用可能与其抗氧化应激、抗凋亡作用有关。而其潜在的作用机制是通过抑制体内caspase依赖途径和MAPK等一系列信号通路有关。在未来,α-MG可能作为一种新的化疗辅助药物应用于临床。
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