雷公藤红素通过激活Nrf2/HO-1、PI3K/AKT信号通路、调节NF-κb信号通路和抑制ERK磷酸化对肾缺血再灌注损伤的保护作用
发布时间：
2026-07-29 20:49
雷公藤红素通过激活Nrf2/HO-1、PI3K/AKT信号通路、调节NF-κb信号通路和抑制ERK磷酸化对肾缺血再灌注损伤的保护作用
南希·S·尤尼斯 - 阿迈勒·M·H·加尼姆
收稿日期:2021年10月1日 / 接受日期:2022年1月26日 / 在线发表日期:2022年2月14日 © 作者 2022
摘要
雷公藤红素是从雷公藤中提取的一种天然三萜类化合物，具有多种生物学效应。我们通过核因子红细胞2相关因子2(Nrf2)/血红素加氧酶1(HO-1)研究了雷公藤红素的抗氧化潜力及其对肾缺血再灌注损伤(IRI)大鼠模型中磷酸肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)信号通路、核因子-κB(NF-κB)信号通路和细胞外信号调节激酶(ERK)激活的影响。在进行肾缺血再灌注手术前1周，给大鼠口服雷公藤红素 。测定肾功能、肾丙二醛(MDA)和还原型谷胱甘肽水平；同时，检测肾组织中ERK1/2、HO-1、PI3K、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、IκBα、NF-κB/p65和裂解的半胱天冬酶-3水平。此外，还测定了肾损伤分子-1(KIM-1)、Nrf-2和AKT的基因表达。雷公藤红素预处理减轻了氧化应激，增加了Nrf2基因表达和HO-1水平。此外，它激活了PI3K/AKT信号通路，降低了p-ERK:t-ERK比值和NFκBp65水平，与肾IRI大鼠相比，炎性细胞因子和裂解的半胱天冬酶-3水平显著降低。总之，雷公藤红素通过增强Nrf2/HO-1信号通路抑制氧化应激、增强细胞存活PI3K/AKT信号通路以及抑制NF-κB激活减轻炎症，从而对肾IRI具有肾保护潜力。
关键词 雷公藤红素・肾缺血再灌注・Nrf2/HO-1・PI3K/AKT・ERK磷酸化
缩写
AKT 蛋白激酶B
ERK 细胞外信号调节激酶
HO-1 血红素加氧酶1
IL">IL-6 白细胞介素-6
IRI 缺血再灌注损伤
KIM-1 肾损伤分子
NF-κB 核因子-κB
Nrf2 核因子红细胞2相关因子2
PI3K 磷酸肌醇3激酶
肿瘤坏死因子-α 肿瘤坏死因子α
引言
近年来，从药用植物中提取的具有药理活性的生物分子因其强大、独特、多样的作用而备受关注。雷公藤红素是从雷公藤(TW)中提取的一种五环三萜 [1]，其化学结构如图1所示。雷公藤红素具有多种药理作用，包括抗氧化和抗炎作用 [2, 3]。已证实雷公藤红素可抑制多种促炎细胞因子，包括肿瘤坏死因子-α(TNF- )、白细胞介素(IL-2、IL-8)、干扰素-γ(IFN- )、促炎酶、一氧化氮合酶、核因子-κB(NFκB)和黏附分子 [4, 5]。因此，它在类风湿性关节炎 [6]、克罗恩病 [7]、溃疡性结肠炎 [8] 和哮喘 [9] 等多种炎症性疾病中显示出有前景的作用。此外，雷公藤红素被证明具有抗肥胖 [10]、神经保护作用 [11] 和抗糖尿病作用 [12]。此外，许多研究通过促进细胞凋亡和抑制血管生成、增殖和细胞侵袭证实了雷公藤红素的抗癌潜力 [13 - 15]。由于其多样的药理作用，人们使用雷公藤植物提取物进行了大量临床试验。此外，针对类风湿性关节炎 [16]、实体瘤 [17]、糖尿病肾病 [18] 和肾移植 [19] 等各种疾病患者进行了随机临床试验，试图评估雷公藤红素的治疗效果，以便更深入地研究雷公藤红素对肾脏的作用。Zhang、Chen [20] 的一项研究表明，雷公藤红素可降低糖尿病肾病大鼠模型中的肌酐和尿素氮血含量，并减少尿蛋白排泄，通过调节丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)/NF-κB 途径改善肾脏病理损伤。另一个研究小组证明，雷公藤红素治疗可减轻单侧输尿管梗阻诱导的小鼠肾纤维化和叶酸诱导的小鼠肾纤维化 [21]。
曼西·S·尤尼斯
nyounis@kfu.edu.sa
1 沙特阿拉伯王国阿赫萨法赫德国王大学临床药学院药学系
埃及法尤姆大学药学院生物化学系
图1 雷公藤红素的化学结构
在顺铂诱导的肾损伤中，雷公藤红素治疗改善了肾功能、肾脏形态、氧化应激，并抑制了肾小管损伤标志物；肾损伤分子(KIM-1)和中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)。此外，它通过阻止肾小管细胞凋亡和NF- 激活并增强线粒体功能来抑制肾脏细胞凋亡和炎症 [22]。此外，雷公藤红素改善了缺血再灌注诱导的损伤(IRI)，因为它显著抑制了肾功能标志物、氧化应激，并阻止了促炎介质的表达，这与抑制NF-κB亚基p65的核转位有关，从而减轻了肾小管损伤 [23]。在本研究中，我们旨在通过雷公藤红素对核因子红细胞2相关因子2(Nrf2)/血红素加氧酶1(HO-1)途径的影响来研究其抗氧化潜力。该途径被认为是细胞抗氧化防御机制的关键调节因子，可能是减轻IR诱导的肾细胞损伤及伴随的氧化应激的新治疗方法的良好靶点。同样，我们的研究试图强调雷公藤红素对细胞存活介导途径；磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)的影响。此外，通过其对细胞外信号调节激酶(ERK)作为MAPK家族成员和NF-κB转录因子的影响来探索雷公藤红素的抗炎和抗凋亡作用，这与肾损伤期间的炎症和凋亡密切相关。
材料与方法
动物
48周龄、体重为 的成年雄性瑞士白化大鼠购自埃及三角洲大学药学院。大鼠饲养在可控环境中( ， 湿度)，光照与黑暗周期为 ，可自由摄取食物和水。大鼠护理和实验技术经三角洲大学科技学院药学院机构动物护理与使用委员会(IACUC)批准。伦理批准号:FPDU 6/2019。所有实验均按照相关指南和规定进行。
实验设计与手术
大鼠被随机分为四组(每组 只)。第一组为假手术组，大鼠接受双侧肾动脉分离但不夹闭(假手术组)。第二组为假雷公藤红素手术组，大鼠口服2mg/kg雷公藤红素[22]，持续1周，然后接受双侧肾动脉分离但不夹闭(假手术 + 雷公藤红素组)。第三组为肾缺血再灌注组，通过肾缺血再灌注手术诱导大鼠肾损伤(IRI)。最后一组为肾缺血再灌注 + 雷公藤红素组，在肾缺血再灌注手术前1周，动物口服 雷公藤红素(IRI + 雷公藤红素组)。动物用2%戊巴比妥钠( ，腹腔注射)麻醉，并置于加热垫上，将大鼠体温维持在 以进行肾缺血再灌注手术。然后，切除左肾，用无创动脉夹夹闭右侧双侧肾动脉 ，随后进行 再灌注以诱导肾IRI[24]。
肾再灌注24小时后，在麻醉下通过断头处死动物，并从不同实验组采集血样。通过在 下离心血液15分钟获得血清样本，并储存在 以备后续测量。迅速取出右肾并分成两部分；第一部分匀浆后保存在 用于生化分析。第二部分保存在10%福尔马林中用于组织病理学检查。
评估肾功能和氧化应激
使用从埃及Spectrum Diagnostics公司购买的市售试剂盒测量血清肌酐(产品编号:235 001)和血尿素氮(BUN)(产品编号:310 100)水平来评估肾功能。对于氧化应激评估，通过使用从美国马萨诸塞州波士顿市Eagle Biosciences公司购买的市售试剂盒(产品编号:LIP39 - K01)测量肾组织匀浆中的MDA水平来进行肾脂质过氧化测定。此外，使用从美国加利福尼亚州米尔皮塔斯市BioVision公司获得的试剂盒(产品编号:K464 - 100)进行肾还原型谷胱甘肽(GSH)测定。
酶联免疫吸附测定法测定肾组织中ERK(细胞外调节蛋白激酶)1/2、HO - 1(血红素加氧酶 - 1)、PI3K(磷脂酰肌醇 - 3激酶)、IL - 6(白细胞介素 - 6)、TNF - a(肿瘤坏死因子 - a)、IκBa、NF - κB/p65(核因子 - κB/p65)和裂解的半胱天冬酶 - 3的水平
使用已验证的酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒，按照制造商的方案，在肾组织中测定以下参数的浓度。获得磷酸化ERK1/2和总ERK1/2 ELISA试剂盒(Abcam，英国剑桥)(产品编号:ab176660)。然后，将抗体混合物加入样品中，并加入TMB底物，由辣根过氧化物酶(HRP)催化，产生蓝色。通过加入终止溶液终止该反应，并在 处测量颜色强度。IκBα ELISA试剂盒购自ELISA Genie(爱尔兰都柏林)(产品编号:RTFI00897)；在加入终止溶液后，加入生物素检测抗体和TMB底物。在 处读取光密度吸光度。血红素加氧酶-1(HO-1)ELISA试剂盒购自BioVision incorporated(美国加利福尼亚州米尔皮塔斯)(产品编号:E4525-100)；将生物素检测抗体加入样品中，然后加入90 μl TMB并在黑暗中 孵育15 - 30分钟。观察到蓝色深浅变化，加入终止溶液；在450 nm处读取结果。白细胞介素6 ELISA试剂盒购自Life Span BioSciences Inc(美国华盛顿州西雅图)(产品编号:LS-F25921)，用于基于双抗体夹心法和化学发光检测的测定。提供的酶标板已预先包被有靶标特异性捕获抗体。加入样品和生物素偶联检测抗体。然后将抗生物素蛋白-HRP偶联物与生物素结合，并洗去未结合的抗生物素蛋白-HRP偶联物。然后加入化学发光底物，并测量每个孔的相对光单位。PI3K ELISA试剂盒购自MyBioSource(美国加利福尼亚州圣地亚哥)(产品编号:MBS 702819)；PI3K ELISA试剂盒采用双夹心ELISA技术。其中加入样品和生物素标记抗体，随后加入抗生物素蛋白-过氧化物酶偶联物。使用TMB底物进行显色，并在 处检测光密度。TNF- ELISA试剂盒购自MyBioSource(美国加利福尼亚州圣地亚哥)(产品编号:MBS355371)；将生物素抗体加入样品中，向每个孔中加入HRP-抗生物素蛋白，洗涤后加入TMB底物，最后加入 终止溶液。在 处测定光密度。裂解的半胱天冬酶-3 ELISA试剂盒购自MyBioSource(美国加利福尼亚州圣地亚哥)(产品编号:MBS7244630)，用于多克隆抗A-半胱天冬酶-3抗体和A-半胱天冬酶-3-HRP偶联物。然后将孔与HRP酶底物孵育以形成蓝色复合物。在 处测量颜色强度。
NF-κB p65 ELISA试剂盒购自Novus Bio-logicals, LLC(美国科罗拉多州利特尔顿)(产品编号:NBP2-29661)；将捕获抗体加入每个孔中，并在 处过夜孵育。加入封闭缓冲液并孵育 。使用阳性和阴性对照以及样品，洗涤后加入检测抗体。随后加入稀释的二抗。洗涤后，加入pNPP底物，并在 处检测显色情况。
组织学染色
不同组的肾组织在室温下用 福尔马林生理盐水固定，并用石蜡包埋。将肾组织切成4-μm厚的切片，用苏木精和伊红(H&E)染色以确定肾脏的形态变化。此外，对肾切片进行PAS染色并在显微镜下评分。最后，在光学显微镜下拍摄肾组织图像。
用于测定KIM-1、Nrf-2和AKT的定量实时PCR
使用德国耶拿生物科学公司(慕尼黑)提供的总RNA纯化试剂盒从匀浆的肾脏组织中分离总RNA，并储存在 。通过cDNA存档试剂盒(美国应用生物系统公司，加利福尼亚州福斯特城)将RNA转化为互补DNA。使用GoTaq PCR预混液(美国普洛麦格公司，威斯康星州麦迪逊)进行qPCR。在StepOne实时PCR系统(美国应用生物系统公司，加利福尼亚州福斯特城)上执行一个方案，该方案包括在 进行 的初始变性步骤，随后进行40个循环，在 进行 的变性，在 进行 的退火和延伸，然后在 进行 。所用寡核苷酸引物序列的描述见表1
表1 本研究中使用的引物序列如下
| 标记物(基因库登录号) | 引物序列 |
| KIM-1(AF035963.1) | -TTTGGATCTGTACCCAGTGCTT-3 (正义链) |
| -CAAGGCCAGCCCTCTAATGG-3’(反义链) | |
| Nrf-2(NM_031789.2) | -TTGTAGATGACCATGAGTCGC-3’(正义链) |
| -TGTCCTGCTGTATGCTGCTT-3’(反义链) | |
| AKT(NM_033230.2) | -GCCCAACACCTTCATCATCC-3’(正义链) |
| -:GTCTCCTCCTCCTCCTGCCGTTT-3’(反义链) | |
| -肌动蛋白(NM001106409.1)作为内参 | -GACGAGGCCCAGAGCAAGAGAGGG (正义链) |
| -CTGCTTGCTGATCCACATCTGCT-3′(反义链) |
金肾损伤分子-1、Nrf2核因子红细胞2相关因子2、AKT蛋白激酶B
统计分析
所有数据均以平均值 标准差(SD)表示。组间差异通过单因素方差分析检测。最后，使用GraphPad Prism v.7.0(GraphPad Software, Inc., San Diego, CA)对这些数据进行分析。 表示具有统计学意义。
结果
雷公藤红素增强肾功能和肾脏氧化应激
如表2所示，与假手术组相比，缺血再灌注损伤导致肾功能恶化，血清肌酐和尿素氮水平显著升高 。此外，与假手术大鼠相比，肾脏缺血再灌注导致丙二醛(MDA)水平显著升高，还原型谷胱甘肽(GSH)水平显著降低 。然而，雷公藤红素预处理显著降低了血清肌酐和尿素氮水平，降低了升高的MDA水平，恢复了耗尽的GSH水平，与肾脏缺血再灌注组相比 。
雷公藤红素增强Nrf2基因表达和HO-1水平并抑制KIM-1基因表达
与假手术大鼠相比，肾脏缺血再灌注导致KIM-1基因表达显著上调，证实了严重的肾脏损伤 。这伴随着Nrf2基因表达的增强和肾脏HO-1水平的升高，作为对损伤的自我保护反应。然而，与肾脏缺血再灌注组相比，雷公藤红素预处理通过显著抑制KIM-1基因表达、显著上调Nrf2基因表达以及随后升高HO-1水平，显示出显著的肾脏保护和抗氧化作用 (图2a - c)。
雷公藤红素激活PI3K/AKT信号通路
缺血性损伤引发细胞存活介导通路PI3K/AKT的显著抑制，PI3K水平和AKT基因表达显著降低 0.001)。值得注意的是，与缺血再灌注组相比，雷公藤红素治疗通过维持PI3K水平和增强AKT基因表达激活了PI3K/AKT信号通路 (图3a，b)。
雷公藤红素增强IκBa水平并抑制p-ERK1/2、t-ERK1/2、NFκBp65水平
与假手术组相比，缺血再灌注诱导的肾脏损伤显著增强了ERK 1/2磷酸化并增加了p-ERK:t-ERK比值 。此外，肾脏缺血再灌注大鼠的NFκBp65显著增加，NfκB抑制剂蛋白IKB 水平显著降低 。雷公藤红素治疗后这些结果得到逆转；与肾脏缺血再灌注组相比，p-ERK:t-ERK比值和NFκBp65水平分别显著降低 和 ， 水平显著升高 (图4a - c)。
雷公藤红素抑制IL-6、TNFα和裂解的Caspase-3水平
如图5a - c所示，肾脏损伤伴随着炎症细胞因子IL-6和TNF 水平的显著增加 。此外，与假手术大鼠相比，缺血再灌注显著增加了凋亡标志物裂解的Caspase-3水平 。与肾脏缺血再灌注组相比雷公藤红素治疗显示出明显的抗炎和抗凋亡作用，表现为IL-6、TNFα和裂解的Caspase-3水平显著降低 。
表2 雷公藤红素治疗(2mg/kg；口服)对肾缺血再灌注损伤大鼠血清肌酐、尿素氮、肾组织丙二醛及还原型谷胱甘肽水平的影响
| 虚假 | 虚假加上那个 | IRI | IRI加上那个 | |
| 肌酐(毫克/分升) | 0.838 ± 0.19 | 0.88 ± 0.14 | ||
| 血尿素氮(毫克/分升) | 10.52 ± 3.11 | 17.22 ± 3.87 | 67.81 ± 12.16 ±+ | |
| 丙二醛(微摩尔/毫克组织蛋白) | 0.565 ± 0.12 | 0.692 ± 0.09 | ||
| 还原型谷胱甘肽(微摩尔/毫克组织蛋白) | 404.2 ± 50.2 | 364.5 ± 57.6 |
所有结果均表示为各自的平均值
丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、血尿素氮(BUN)、缺血再灌注损伤(IRI) 与假手术组相比，以及
图2 雷公藤红素治疗(2mg/kg；口服)对肾IRI大鼠中a KIM-1、b Nrf2和 HO-1水平基因表达的影响。所有结果均表示为各自的平均值 。KIM-1肾损伤分子-1，Nrf2核因子红细胞2相关因子2，HO-1血红素加氧酶-1，IRI缺血再灌注损伤。 与假手术组相比， 与肾IRI组相比
a)
200
PI3K水平
(pg/mg组织蛋白)150
100
50
图3 雷公藤红素治疗 对肾IRI大鼠中 PI3K水平和 AKT基因表达的影响。所有结果均表示为各自的平均值 。PI3K磷脂酰肌醇3激酶，AKT蛋白激酶B，IRI缺血再灌注损伤。 与假手术组相比， 0.001与肾IRI组相比
图4 雷公藤红素治疗 对肾IRI大鼠中a P-ERK1/2:t-ERK1/2比值、 NF-kBP65水平和 IκB- 水平的影响。所有结果均表示为各自的平均值 。ERK细胞外信号调节激酶，NF-kBP65核转录因子-κB P65，IκB- κBα抑制剂，IRI缺血再灌注损伤。 和 0.01与假手术组相比， 和 0.05与肾IRI组相比
图5 雷公藤红素治疗 对肾IRI大鼠中a白细胞介素-6(IL-6)、b肿瘤坏死因子 和c裂解的半胱天冬酶-3水平的影响。所有结果均表示为各自的平均值 。IL-6白细胞介素-6，TNF 肿瘤坏死因子-α，IRI缺血再灌注损伤。 与假手术组相比，***P 与肾IRI组相比
雷公藤红素改善肾缺血再灌注诱导的组织学改变
用 和伊红染色的假手术大鼠肾脏切片显示肾小球结构良好(黑色箭头)，肾小管正常(黄色箭头)(图6a)。此外，用雷公藤红素处理的假手术大鼠肾小球轻度紊乱，毛细血管中度充血(黑色箭头)，肾小管正常(黄色箭头)(图6b)。然而，肾IRI大鼠的肾脏切片显示肾小球塌陷并伴有局灶性坏死(黑色箭头)，肾小管显示明显坏死，组织学细节丧失(黄色箭头)。此外，间质显示许多间质出血灶(绿色箭头)(图6c、d)。雷公藤红素处理的大鼠肾脏显示肾小球增生并伴有轻度充血(黑色箭头)，一些肾小管显示上皮细胞脱落(黄色箭头)，另一些显示透明管型(绿色箭头)。此外，在受损肾小管之间检测到具有活跃泡状核的再生肾小管(弯曲箭头)(图6e)。
图6雷公藤红素处理( ；口服)对肾IRI大鼠苏木精-伊红染色肾脏切片的影响。苏木精-伊红染色肾脏切片的代表性显微照片显示假手术大鼠肾小球结构良好(黑色箭头)，肾小管正常(黄色箭头)(a)。用雷公藤红素处理的假手术大鼠肾脏切片显示肾小球轻度紊乱，毛细血管中度充血(黑色箭头)，肾小管正常(黄色箭头)(b)。在肾IRI大鼠的肾脏切片中，大多数肾小球塌陷并伴有局灶性坏死(黑色箭头)，肾小管显示明显坏死，组织学细节丧失(黄色箭头)，间质显示许多间质出血灶(绿色箭头)(c、d)。肾IRI+雷公藤红素处理大鼠的肾脏切片显示肾小球增生，毛细血管基底膜中度分界(黑色箭头)。此外，有受损肾小管，基底膜和内刷状缘丧失(黄色箭头)，以及再生肾小管，基底膜和刷状缘苏木精-伊红染色恢复(绿色箭头)(e)(苏木精-伊红 )。苏木精-伊红，雷公藤红素，IRI缺血-再灌注损伤
用PAS染色的假手术大鼠肾脏切片显示肾小球结构良好，PAS染色显示毛细血管基底膜染色良好(黑色箭头)，肾小管显示界限分明的外基底膜和内刷状缘(黄色箭头)(图7a)。此外，用雷公藤红素处理的假手术大鼠肾脏切片显示肾小球毛细血管基底膜PAS染色(黑色箭头)，伴有突出的PAS阳性刷状缘(黄色箭头)(图7b)。肾IRI大鼠的肾脏显示毛细血管基底膜皱缩和增厚，毛细血管腔塌陷(黑色箭头)，伴有明显的肾小管坏死和管型形成(绿色箭头)(图7c)。IRI+雷公藤红素处理大鼠的肾脏切片显示肾小球增生，其毛细血管基底膜分界中度(黑色箭头)。此外，有受损肾小管，基底膜和内刷状缘丧失(黄色箭头)，以及再生肾小管，基底膜和刷状缘PAS染色恢复(绿色箭头)(图7d、e)。
图7 雷公藤红素处理 对肾IRI大鼠PAS染色肾脏切片的影响。PAS染色肾脏切片的代表性显微照片显示，肾小球组织良好，毛细血管基底膜PAS染色良好(黑色箭头)。此外，在假手术大鼠中，肾小管显示出界限分明的外基底膜和内刷状缘(黄色箭头)(a)。用雷公藤红素处理的假手术大鼠的肾脏切片显示肾小球毛细血管基底膜有PAS染色(黑色箭头)，伴有明显的PAS阳性刷状缘(黄色箭头)(b)。肾IRI大鼠的肾脏切片显示毛细血管基底膜皱缩和增厚，毛细血管腔塌陷(黑色箭头)，伴有明显的肾小管坏死和管型形成(绿色箭头)(c)。用雷公藤红素处理的肾IRI大鼠的肾脏切片显示肾小球增生，其毛细血管基底膜有中度界限(黑色箭头)。受损的肾小管失去了基底膜和内刷状缘(黄色箭头)。再生的肾小管恢复了基底膜和刷状缘的PAS染色(绿色箭头)(d，e)(PAS染色 )。PAS:过碘酸-希夫，雷公藤红素:celastrol，IRI:缺血-再灌注损伤
讨论
雷公藤红素已被研究通过抑制NF-κB激活对大鼠肾IRI的保护作用[25]。然而，在本研究中，我们通过雷公藤红素对Nrf2/HO-1通路的影响来研究其抗氧化潜力。此外，我们还探讨了雷公藤红素对PI3K/AKT细胞存活通路、ERK磷酸化、NF-κB激活以及随后的炎症和凋亡反应的影响。
我们的研究表明，与肾IRI大鼠相比，雷公藤红素处理的大鼠MDA水平显著降低，还原型GSH含量显著增加。肾IR的特征是大量产生ROS，导致肾细胞损伤和凋亡[26]。雷公藤红素可以保护肾细胞免受损伤并纠正恶化的肾功能；肾IR大鼠的血清肌酐和BUN是氧化应激抑制的结果。与IRI组相比，肾损伤分子(KIM-1)基因表达的显著下调也证明了雷公藤红素对肾损伤的保护作用。组织病理学观察证实了这些生化结果。这些结果与之前在其他肾损伤大鼠模型中证明雷公藤红素抗氧化活性的报道一致[27, 28]。我们试图通过探索雷公藤红素对Nrf2/HO-1通路的影响来强调雷公藤红素发挥其抗氧化潜力的可能机制。
Nrf2是一种转录因子，通过调节内源性抗氧化酶基因表达和随后减轻氧化应激，在实验性急性肾损伤中发挥保护作用[29]。Nrf2 -/-转基因小鼠在IRI后表现出加剧的肾损伤[30]。同样，Nrf2被认为是HO-1基因表达的关键调节因子[31]。HO-1通过靶向促氧化底物代表一种保护系统；血红素在反应中产生抗氧化剂胆绿素和胆红素以及具有抗凋亡特性的血管舒张分子一氧化碳[32]。我们的结果表明，IRI大鼠中Nrf2基因表达增强，HO-1水平升高，作为对IR损伤的防御反应，这些结果与之前的一项研究一致[33]。同时，与肾IRI大鼠相比，雷公藤红素处理的大鼠Nrf2基因表达显著上调，肾HO-1水平显著增加，表明雷公藤红素通过激活Nrf2并随后增加肾HO-1水平来发挥其对肾IRI的保护作用。
我们的研究结果表明，雷公藤红素通过激活细胞存活介导途径对肾缺血再灌注损伤(IRI)模型具有保护作用；与IRI组相比，雷公藤红素预处理组的PI3K肾水平显著升高，AKT基因表达显著上调，提示PI3K/AKT通路被激活。PI3K/AKT信号通路在保护肾细胞免受IRI损伤方面发挥着重要作用[34, 35]。这种保护作用归因于其对许多因肾损伤而产生的炎性细胞因子和促凋亡介质的抑制作用[36, 37]。有趣的是，据报道PI3K/AKT通路介导Nrf2核转位的激活以及随后的HO-1诱导[38, 39]。我们的研究结果可能进一步证明，雷公藤红素通过PI3K/AKT依赖机制激活Nrf2/HO-1通路，从而发挥其肾保护作用。
细胞外信号调节激酶(ERK)是丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族成员之一，与核因子- B转录因子一起参与肾IRI过程。它们的激活被认为是缺血再灌注(IR)过程中炎症反应和细胞凋亡调节的关键[40, 41]。此外，据报道核因子-κB p65亚基的磷酸化和乙酰化在核因子-κB激活中起核心作用[42]。因此，我们评估了磷酸化的、总的ERK1/2、核因子-κB P65以及核因子-κB抑制蛋白(IκB- )的水平，以评估雷公藤红素在调节MAPK和核因子-κB信号通路以及随后的炎性细胞因子(IL-6和肿瘤坏死因子 )调节中的作用。此外，还测定了凋亡的关键调节因子；裂解的半胱天冬酶-3水平。值得注意的是，与肾IRI组相比，雷公藤红素预处理显著抑制了ERK 1/2的磷酸化，同时核因子-κB P65显著降低， 水平升高，随后IL-6、肿瘤坏死因子 和裂解的半胱天冬酶-3水平降低。
由ERK1/2磷酸化激活组成的MAPK信号通路的刺激由多种炎症和应激刺激引发，据报道与肾损伤期间的炎症和细胞死亡有关[43]。MAPK激活也可能与核因子-κB转位到细胞核以及随后各种炎症和凋亡级联反应的激活密切相关[44-46]。Toll样受体途径中的主激酶和激活的转化生长因子β激活激酶1(TAK1)介导IKK激活，这在核因子-κB激活中至关重要。同样，TAK1介导MAPKs的激活[47]。这表明MAPK信号通路与核因子-κB通路之间存在有趣的相互作用。沿着这条线，研究强调了雷公藤红素对MAPKs和核因子-κB通路的抑制作用，从而在不同大鼠模型中抑制炎性细胞因子和促凋亡介质的释放[48-51]。一致地，我们的结果表明，雷公藤红素预处理可能通过抑制ERK磷酸化以及核因子-κB介导的炎症和凋亡来发挥其对IRI的保护作用。
结论
雷公藤红素预处理通过增强抗氧化防御系统；Nrf2/HO-1来抑制氧化应激，从而显示出对肾IRI的肾保护潜力。此外，雷公藤红素显示出激活存活信号通路；PI3K/AKT，从而保护肾组织免受IRI损伤。此外，雷公藤红素还通过抑制核因子- 激活和ERK磷酸化表现出显著的抗炎和抗凋亡作用，这抑制了它们的下游效应物，炎性细胞因子(IL-6和肿瘤坏死因子 )和促凋亡介质(半胱天冬酶-3)。这些发现证明雷公藤红素是保护肾脏免受IR损伤的有前途的候选药物，具有潜在的临床应用价值。
数据可用性
作者确认，支持本研究结果的数据可应要求提供。
致谢 作者感谢三角洲科技大学药学院提供动物实验单位服务的支持。
作者贡献 所有作者都参与了项目计划、实验室工作、数据分析以及提交前的稿件撰写和修订。
资金 本研究得到了沙特阿拉伯费萨尔国王大学研究生研究与科研副校长科研处年度资助项目的支持[项目编号:AN000018]。
遵守道德标准
利益冲突 作者声明不存在利益冲突。
伦理批准 大鼠护理和实验技术已获得三角洲科技大学药学院机构动物护理和使用委员会(IACUC)的批准。伦理批准号:FPDU 6/2019。所有实验方案均按照相关指南和规定进行。
出版商说明 施普林格·自然对于已发表地图中的管辖权主张和机构隶属关系保持中立。
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大鼠肾缺血再灌注损伤,雷公藤红素
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