甘草甜素通过抑制HMGB1介导的肾小管上皮细胞铁死亡缓解造影剂诱导的急性肾损伤

这篇研究揭示了甘草甜素(Glycyrrhizin)通过靶向高迁移率族蛋白B1(HMGB1)/AMP活化蛋白激酶(AMPK)/Beclin-1通路，抑制肾小管上皮细胞铁死亡(Ferroptosis)，从而对造影剂诱导的急性肾损伤(CI-AKI)产生预防和治疗作用。研究结合分子对接、基因敲除模型和细胞实验，首次阐明HMGB1介导的能量代谢紊乱在CI-AKI发病中的关键机制，为临床转化提供新策略。

　　

引言

造影剂诱导的急性肾损伤(CI-AKI)占医源性肾损伤的12%，全球年发病约1330万例。尽管等渗造影剂可降低风险，但合并肾功能不全、糖尿病等基础疾病时发病率仍高达50%。目前临床缺乏有效防治手段，其核心机制与肾小管上皮细胞死亡和炎症密切相关。近年研究发现，铁死亡(Ferroptosis)——

一种铁依赖性脂质过氧化驱动的细胞死亡形式，可能在CI-AKI中起关键作用。

材料与方法

研究采用脱水联合呋塞米处理的SD大鼠和C57BL/6小鼠构建CI-AKI模型，通过尾静脉注射碘海醇(iohexol, 350 mg碘/mL)诱导损伤。体外实验使用HK-2细胞系和小鼠原代肾小管上皮细胞，采用透射电镜(TEM)观察线粒体形态，检测谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、二价金属转运体1(Tfr1)等铁死亡标志物。通过分子对接和网络药理学预测甘草甜素作用靶点，并利用AMPKα2基因敲除小鼠验证机制。

结果

铁死亡在CI-AKI中的关键作用

碘海醇处理显著升高血清肌酐(SCr)和尿素氮(BUN)，诱发肾小管空泡化。蛋白质印迹显示肾脏GPX4和SLC7A11表达下调，而ACSL4上调。透射电镜观察到典型铁死亡特征：线粒体肿胀、嵴减少。铁死亡抑制剂Ferrostatin-1(Fer-1)可逆转这些变化，而诱导剂Erastin加重损伤。

HMGB1的核心调控地位

碘海醇使肾脏和细胞中HMGB1蛋白表达升高2-3倍。免疫组化显示HMGB1在肾小管区聚集。HMGB1基因沉默后，碘海醇导致的GPX4抑制和GSH耗竭被显著缓解，证实HMGB1通过调控铁死亡参与CI-AKI。

甘草甜素的双效保护机制

分子 docking显示甘草甜素直接结合HMGB1的活性口袋(结合能-7.8 kcal/mol)。预防性(150 mg/kg)或治疗性给药均能改善肾功能，降低肾损伤评分。机制上，甘草甜素抑制HMGB1/AMPK/Beclin-1轴过度激活——

在HK-2细胞中，碘海醇使p-AMPK^Thr172和p-Beclin-1^Ser93磷酸化水平升高3倍，而HMGB1沉默或甘草甜素处理可逆转该现象。

AMPK的双向调节作用

有趣的是，AMPKα2敲除虽未改善肾功能，但恢复了GPX4和SLC7A11表达。AMPK激活剂AICAR在低浓度(200 μM)时保护细胞，但高浓度(≥1 mM)反而加剧损伤，提示AMPK活性需精确调控。

讨论

研究首次阐明甘草甜素通过"HMGB1-AMPK-Beclin-1"轴调控铁死亡的分子机制。临床转化方面，甘草甜素现有注射剂型(如强力宁)可直接用于临床试验。但需注意其潜在的假性醛固酮增多症风险，未来需在合并代谢性疾病患者中验证安全性。

结论

该研究为CI-AKI提供了新的防治策略，拓展了甘草甜素的临床应用前景。后续可探索其他HMGB1抑制剂或AMPK调节剂在肾损伤中的应用价值。