文章题目：Alginate oligosaccharides ameliorate busulfan-induced renal tubule injury

发表期刊：Journal of Functional Foods

影响因子：4.9（2025）

通讯单位：青岛农业大学生命科学学院，中国农业科学院，澳大利亚珀斯默多克大学

研究背景

        肾脏疾病严重威胁人类健康，给全球医疗系统带来沉重负担，化疗药物如白消安引发的肾毒性是肾脏损伤的重要诱因之一。褐藻寡糖（AOS）作为从褐藻中提取的褐藻酸盐降解产物，具有低分子量、高生物活性等优势，且已被证实具有安全性。本研究以白消安诱导的肾脏损伤模型为研究对象，探讨了AOS作为功能性食品对肾脏结构和功能的改善作用及潜在机制，为化疗相关肾损伤及慢性肾病的干预修复提供了新的思路。

        研究首先构建动物实验模型，选取特定周龄雄性小鼠，经单次腹腔注射白消安诱导肾脏损伤后，给予AOS每日灌胃干预，持续干预周期为5周。实验设置空白对照组、AOS单独干预组、白消安损伤组及白消安+AOS联合干预组。干预结束后，收集小鼠肾脏组织及血浆样本，采用透射电子显微镜（TEM）、RNA测序、免疫荧光、蛋白质印迹、液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS）等多种实验技术，系统探究AOS对肾脏结构、功能及相关分子调控机制的影响。

        TEM检测结果如图1所示，在低倍镜下观察可见，白消安损伤组肾小管基底膜排列较空白对照组松散，而AOS干预组可显著恢复基底膜紧密排列状态（图1B）；高倍镜下可见，白消安损伤组肾小管上皮细胞游离端微绒毛数量减少且形态发育不良，AOS干预可明显改善上述病理改变（图1C-D）；白消安处理可显著升高血浆血尿素氮（BUN）及血清肌酐（Scr）水平，AOS干预可有效下调两者表达水平（图1E、F）；AOS可显著提升白消安诱导降低的肾组织过氧化氢酶（CAT）活性（图1G）。

Fig. 1 AOS改善了白消安对肾小管的损伤作用

        为探究AOS保护肾脏的分子机制，该研究进行了RNA测序分析。对白消安损伤组与空白对照组、AOS干预组与白消安损伤组之间的差异基因数量进行分布分析发现，白消安诱导的上调基因可被AOS下调，数下调基因则可被AOS上调（图2A）；B图为功能富集分析结果，聚焦于白消安损伤组上调而AOS干预组下调的基因，这些基因富集于离子转运、胺转运、醛固酮合成与分泌等与肾脏功能密切相关的通路；C图为选取的13个肾脏功能相关基因的qRT-PCR验证结果，所选基因涉及醛固酮合成与分泌、离子转运及肾脏药物转运等通路，验证结果与RNA测序数据趋势一致；D图为抗衰基因Klotho的qRT-PCR结果，显示AOS可上调白消安降低的Klotho基因表达水平。

Fig.2 RNA测序结果

         研究进一步从蛋白水平分析了AOS对肾脏损伤、炎症及凋亡的影响，结果如图3所示。通过蛋白印记分析检测了肾脏损伤标志物肾损伤分子-1（KIM-1）和凋亡标志物半胱天冬酶3（caspase 3）的表达。结果显示，白消安损伤组两者蛋白水平均升高，AOS干预组则显著降低（图3 A-B）；炎症标志物TNF-α的免疫荧光染色结果显示，白消安显著增加TNF-α阳性细胞比例，而AOS干预可有效降低（图3 C-D）。此外，相关性分析显示，TNF-α水平与肾小管间隙呈正相关，与微绒毛数量、线粒体嵴及Klotho基因表达呈负相关，提示AOS可能通过抑制炎症和凋亡保护肾小管。

Fig.3 AOS改善了白消安诱导的肾损伤

        考虑到肾脏是高度血管化器官，血管正常发育与肾脏功能密切相关，研究检测了AOS对肾脏血管发育的影响。血管标志物α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和CD34的免疫荧光染色结果显示，白消安显著降低两者阳性细胞比例，AOS干预可明显上调（图4 B-C）；同时，白消安可降低血管发育相关蛋白转化生长因子-β（TGF-β）的蛋白水平，AOS干预可恢复其表达（图4 D-E），表明AOS有助于改善白消安紊乱的肾脏血管系统。

Fig.4 AOS改善了白消安对肾脏血管系统的损害

         血液代谢组分析结果显示，AOS可通过调节血液代谢物水平改善肾脏功能，相关结果如图5所示。A-J图为10种对肾脏有益的代谢物相对含量变化，包括4-甲基儿茶酚、吞噬素、褪黑素自由基、3-羟基黄酮等，白消安显著降低这些代谢物水平，AOS干预可使其升高；K-O图为5种对肾脏有害的代谢物相对含量变化，包括氯米帕明、对甲酚葡萄糖醛酸苷、对甲酚、次黄嘌呤和硝苯地平，白消安显著升高这些代谢物水平，AOS干预可有效降低。这些有益代谢物多具有抗氧化、抗炎等保护作用，而有害代谢物则与肾损伤、慢性肾病进展等相关，提示AOS可通过调节血液代谢组改善肾脏功能。

Fig. 5 AOS血液代谢物水平

        慢性肾病全球患病率高，经济负担重，肾小管上皮细胞是肾脏主要功能细胞，易受损伤，而白消安可通过破坏肾小管结构、降低抗氧化能力、诱导炎症和凋亡引发肾毒性。本研究证实AOS可通过多种途径保护肾脏：改善肾小管超微结构，降低BUN和Scr水平，恢复肾脏功能；提升肾脏抗氧化能力；调节与肾脏功能相关的基因表达；抑制肾脏损伤、炎症和凋亡；促进肾脏血管发育；调节血液代谢物水平，增加有益代谢物、减少有害代谢物。这些作用与以往研究中AOS的生物学活性一致，且AOS作为天然产物的安全性使其具有潜在应用价值。

总结

        综上，本研究通过多种实验技术系统证实，褐藻寡糖可通过抑制炎症和凋亡、促进血管发育、调节基因表达及血液代谢物水平等途径，改善白消安诱导的肾小管损伤，恢复肾脏结构和功能。这一研究结果为AOS作为功能性食品或潜在治疗剂应用于化疗相关肾损伤及慢性肾病的干预提供了充分的实验依据，也为肾脏疾病的天然产物干预研究提供了新的方向。

        原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jff.2022.105048

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作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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