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研究人员针对慢性肾病问题,开展黑种草银纳米复合材料(NS-Ag-NC)抗硫代乙酰胺(TAA)肾毒性研究,发现 NS-Ag-NC 效果显著,为肾损伤治疗提供新方向。
在人体的众多器官中,肾脏是极为重要的存在,它像一个勤劳的 “小卫士”,默默控制着身体的多种关键功能,比如红细胞的生成、钙磷代谢的平衡,还有酸碱状态和细胞内外的液体量等。然而,慢性肾病(CKD)却像一个隐藏在暗处的 “敌人”,正逐渐威胁着人类的健康。它的病理特征表现为炎症和组织损伤,影响着肾脏的结构和功能,而且由于各种环境和医疗因素的影响,慢性肾病的发病率越来越高,这使得开发新的预防药物变得刻不容缓。
硫代乙酰胺(TAA)作为一种常用的杀菌剂和农药,虽然在农业等领域发挥着作用,但它却会对人体造成不小的危害。TAA 在体内经过一系列代谢变化,会产生具有细胞毒性的物质,引发氧化应激反应,导致过多的活性氧物种(ROS)产生,进而加速脂质过氧化等氧化过程。肾脏作为代谢的重要器官,极易受到 TAA 代谢产物的影响,出现功能改变和组织损伤。
在此背景下,埃及亚历山大大学和坦塔大学的研究人员展开了一项关于黑种草银纳米复合材料(NS-Ag-NC)对 TAA 诱导的肾毒性保护作用的研究。该研究成果发表在《Genes & Nutrition》杂志上。
研究人员为了深入探究 NS-Ag-NC 对 TAA 肾毒性的影响,采用了多种关键技术方法。首先,运用气相色谱 - 质谱(GC-MS)技术分析黑种草水提取物(NSAE)的化学成分;通过生物合成法制备 NS-Ag-NC,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外 - 可见光谱(UV-VIS)、zeta 电位分析、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能量色散 X 射线分析(EDX)等技术对其进行表征。在动物实验方面,将 42 只雄性 Wistar 大鼠分为 6 组,分别给予不同处理,6 周后检测血液学参数、肾功能指标、脂质谱、氧化应激和抗氧化生物标志物,采用实时定量聚合酶链反应(qPCR)检测肾脏组织中相关基因的表达,还通过组织病理学评估观察肾脏组织形态变化。
研究结果如下:
- NSAE 化学成分分析:GC-MS 分析显示,NSAE 含有多种具有抗氧化活性的植物化学成分,其中百里醌(TQ)含量较高,占提取物的 14.30%,是 NSAE 的主要成分之一。
- NS-Ag-NC 的表征:FTIR 光谱表明 NS-Ag-NC 含有黄酮类和多酚类物质;UV-VIS 光谱证实了 NS-Ag-NC 的合成;zeta 电位显示其稳定性良好,为 -35mV;SEM 和 TEM 分析表明合成的纳米颗粒呈球形,粒径在 16.76 - 26.23nm 之间,且分散均匀;EDX 分析检测到肾脏组织中含有适量的 Ag+。
- 血液学参数变化:TAA 处理导致大鼠白细胞(WBC)、血小板和中性粒细胞浓度显著升高,红细胞(RBC)、血红蛋白(Hb)、红细胞压积(PCV)和淋巴细胞浓度显著降低。而 NSAE 和 NS-Ag-NC 单独处理对血液参数无明显影响,与 TAA 联合处理则能显著恢复血液学参数。
- 肾功能和脂质谱的改变:TAA 处理使大鼠血清尿素、肌酐和尿酸水平显著升高,碱性磷酸酶(ALP)活性下降,乳酸脱氢酶(LDH)活性升高,同时总胆固醇、低密度脂蛋白(LDL)、甘油三酯和极低密度脂蛋白(VLDL)水平升高,高密度脂蛋白(HDL)水平降低。NSAE 和 NS-Ag-NC 与 TAA 联合处理可改善肾功能指标和脂质谱,其中 NS-Ag-NC 效果更显著。
- 氧化应激和抗氧化状态的变化:TAA 处理使大鼠肾脏中丙二醛(TBARS)、过氧化氢(H2O2)、蛋白质羰基含量(PCC)和一氧化氮(NO)水平显著升高,表明氧化应激增强;同时超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽 - S - 转移酶(GST)等抗氧化酶活性以及还原型谷胱甘肽(GSH)含量显著降低。NSAE 和 NS-Ag-NC 单独处理可降低氧化应激指标,与 TAA 联合处理能使这些指标接近正常水平,恢复抗氧化酶活性和 GSH 含量。
- 基因表达的变化:qPCR 结果显示,TAA 处理导致肾脏组织中核因子 κB(NF-κB)、肿瘤坏死因子 α(TNF-α)、白细胞介素 1β(IL-1β)和环氧化酶 2(COX-2)基因表达显著上调。NSAE 和 NS-Ag-NC 与 TAA 联合处理可下调这些基因的表达。
- 组织病理学变化:组织病理学检查发现,对照组肾脏组织结构正常,TAA 处理组肾脏出现明显的组织学结构紊乱,如肾小球和肾小管损伤。NSAE 和 NS-Ag-NC 单独处理组肾脏组织结构基本正常,与 TAA 联合处理组肾脏组织结构得到改善,NS-Ag-NC 与 TAA 联合处理组肾脏组织结构与对照组更为相似。
研究结论和讨论部分指出,TAA 可通过改变基因表达、诱导氧化损伤、破坏抗氧化防御系统和影响生化标志物等途径导致肾衰竭。NSAE 含有重要的具有抗氧化活性的植物化学成分,而 NS-Ag-NC 作为一种高效的纳米制剂,在减轻 TAA 诱导的肾毒性方面比 NSAE 更具优势,具有协同治疗效果。其作用机制可能与 NS-Ag-NC 中银纳米颗粒的抗氧化能力、黑种草的生物活性成分(如百里醌)以及纳米颗粒的小尺寸靶向特性有关。这些发现为 TAA 肾毒性的治疗提供了新的潜在策略,凸显了黑种草银纳米颗粒作为植物治疗剂在医学领域的应用前景。不过,目前的研究仍处于动物实验阶段,未来还需要更多的研究和临床试验,以进一步验证其在人体中的安全性和有效性,从而推动其在临床实践中的广泛应用,为慢性肾病患者带来新的希望。