没躲过的 “毒” 与能救命的 “宝”：没食子酸对抗丙烯酰胺肺损伤的研究

为探究没食子酸（GA）对丙烯酰胺（ACR）致肺损伤的保护作用，研究发现 GA 可调节 Nrf-2/HO-1/NFκB 通路，有潜在治疗价值。

　　在生活中，我们常接触到一些看似平常，实则暗藏 “危机” 的物质。丙烯酰胺（ACR）就是这样一种存在，它无色、易溶于水，广泛用于纺织、化妆品等多个行业，在高温烹饪含碳水化合物的食物时也会产生，比如香喷喷的面包、金黄的薯条，这意味着人们通过日常饮食就可能接触到它。然而，ACR 可不是个 “善茬”，它是一种可能致癌的物质，进入人体后，部分在肝脏经细胞色素 P450 2E1（CYP2E1）转化为更具活性的缩水甘油酰胺，后者能与生物分子相互作用，引发炎症、细胞凋亡和 DNA 损伤。尤其在肺部，ACR 会破坏氧化还原平衡，增加活性氧（ROS）水平，导致急性肺损伤，威胁人们的健康。

面对 ACR 带来的健康风险，科研人员一直在寻找有效的应对方法。植物来源的多酚类物质，因其抗氧化和抗炎特性受到广泛关注。没食子酸（GA）作为一种天然多酚，在水果和茶叶中含量丰富，具有强大的抗氧化、抗癌、抗炎等多种活性。此前研究虽显示 GA 在减轻氧化损伤方面有一定作用，但它对 ACR 诱导的肺毒性的影响尚不明确。基于此，来自阿塔图尔克大学（Atatürk University）的研究人员开展了相关研究，该研究成果发表在《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》上。这项研究对于揭示 GA 在保护肺部免受 ACR 损伤方面的作用机制，以及开发潜在的肺部疾病治疗策略具有重要意义。

研究人员为了探究 GA 对 ACR 诱导的肺毒性的保护作用，采用了多种关键技术方法。实验选用了 50 只雄性 Sprague Dawley 大鼠，将其分为 5 组，分别为对照组、ACR 组、GA50 + ACR 组、GA100 + ACR 组和 GA100 组。通过生化分析，检测肺组织中氧化参数、抗氧化酶活性以及炎症标志物水平；利用组织病理学检查，观察肺组织的病理变化；借助免疫组化和免疫荧光技术，分析相关蛋白的表达情况；运用分子对接、2D 和 3D 成像、MM-GBSA 计算、药效团映射和分子动力学模拟等计算机模拟方法，研究 GA 与 KEAP1 蛋白的相互作用。

研究结果如下：

1. 对大鼠体重和肺重的影响：实验开始时，各实验组大鼠体重无显著差异。实验结束后，ACR 处理组大鼠体重下降，与对照组相比有显著差异。各处理组肺重与对照组相比虽有差异，但未达到统计学意义，且各组大鼠平均体重与肺组织重量的比值也无显著差异。
2. 氧化应激参数变化：ACR 组超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和过氧化氢酶（CAT）活性显著低于对照组、GA100 + ACR 组和 GA100 组。GA 处理呈剂量依赖性地增加这些酶的活性，高剂量 GA 组效果尤为明显。ACR 组丙二醛（MDA）水平显著高于其他组，GA 处理则使其剂量依赖性降低。ACR 组谷胱甘肽（GSH）水平显著低于其他组，而 GA 处理可使其回升。ACR 组核因子 E2 相关因子 2（Nrf-2）和血红素加氧酶 - 1（HO-1）活性显著低于对照组和高剂量 GA 组，低剂量 GA 处理可增加其活性，高剂量 GA 可使二者活性恢复至接近对照组水平。
3. 炎症相关参数变化：ACR 暴露组促炎介质肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）、白细胞介素 - 1β（IL-1β）和白细胞介素 - 6（IL-6）水平显著高于对照组和高剂量 GA 处理组，GA 处理呈剂量依赖性降低这些介质水平，100mg/kg 的 GA 可使其恢复至正常水平。ACR 组白细胞介素 - 10（IL-10）水平显著降低，GA 处理可使其剂量依赖性回升。此外，ACR 组核因子 κB（NF-κB）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和髓过氧化物酶（MPO）水平显著升高，GA 处理可使其剂量依赖性降低；ACR 组环氧合酶 - 1（COX-1）和前列腺素 E2（PGE2）水平显著降低，GA 处理可防止这种下降。
4. 细胞凋亡参数变化：ACR 组半胱天冬酶 - 3（Caspase-3）和 p38 丝裂原活化蛋白激酶（p38-MAPK）酶活性显著高于对照组和高剂量 GA 组，GA 处理呈剂量依赖性降低这些酶活性，100mg/kg 的 GA 可使其恢复至接近对照组水平。
5. 组织病理学变化：对照组和 GA100 组肺组织具有正常的组织学结构。ACR 组支气管、细支气管和肺泡上皮出现严重变性、坏死，伴有明显的单核细胞浸润，导致肺泡间隔显著增厚。ACR + GA50 组和 ACR + GA100 组也有类似病变，但程度较轻。
6. 免疫组化和免疫荧光结果：对照组和 GA100 组中，促凋亡蛋白 BAX、8 - 羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）和 c-Jun 氨基末端激酶（JNK）表达呈阴性。ACR 组在支气管、细支气管和肺泡上皮细胞中 BAX 表达严重，8-OHdG 和 JNK 表达显著。ACR + GA50 组 BAX 呈中度表达，8-OHdG 和 JNK 表达为中度；ACR + GA100 组 BAX 呈轻度表达，8-OHdG 和 JNK 表达与 ACR + GA50 组相当。
7. 分子对接及相关分析结果：分子对接显示 GA 成功与 KEAP1 蛋白活性位点结合，形成多个氢键，ARG 415、SER 363、ASN 414 和 SER 602 是关键结合位点。药效团映射分析确定了 GA 与生物靶点相互作用的关键分子特征。分子动力学模拟表明 GA 与 KEAP1 结合稳定，ADME/ADMETox 分析显示 GA 具有中度肠道通透性和口服吸收率，但血脑屏障穿透能力有限，且其预测的 hERG 抑制潜力需进一步评估。

综合研究结果与讨论可知，ACR 即使通过灌胃方式进入体内，也会对肺组织造成毒性，引发氧化应激和炎症。而 GA 凭借其抗氧化和抗炎特性，能有效减轻 ACR 诱导的肺组织氧化应激和炎症。计算机模拟分析表明，GA 可通过与 KEAP1 动态结合调节 KEAP1/NRF2/ARE 通路。虽然 GA 在改善肺健康方面展现出了潜力，但由于其存在一定的潜在风险，如预测的 hERG 抑制潜力，还需要进一步评估其安全性。这项研究为预防和治疗 ACR 相关的肺损伤提供了新的思路，也为后续深入研究 GA 在肺部疾病治疗中的应用奠定了基础，有望推动肺健康和毒理学领域的进一步发展。