马兜铃酸(Aristolochicacid,AA)是传统草药如细辛和马兜铃中的一种成分,其代谢产物马兜铃内酰胺可导致一系列严重的健康问题如急性肾损伤(AKI)、肝癌等,因此含有AA的药用植物甚至整个传统药物被限制或禁止使用。因此,找到一种有前途的中和AA的方法可以很有意义地释放大量药用植物用于临床。近年来,人们意识到肠道菌群稳态对人体健康的保护作用,而本研究首次发现AA可破坏肠道菌群稳态,这是其毒性反应的重要表现之一。所以,引入屏蔽佐剂来减弱AA的毒性基团可能是抑制其肠道微生物菌群失调和中和急性肾毒性的有效策略。
受中药组合理论的启发,作者提出了一种新的方法和机制来理解通过生物相容性植物化学物质的直接自组装来降低AA的毒性。AA和小檗碱(berberine,Ber)通过静电吸引、ππ堆积和疏水相互作用共同组装成无载体、抑菌的线性异质(A-B)超分子,可降低AA的急性肾毒性,这为克服传统含AA中草药的毒性问题提供了一种新的策略。
图1.马兜铃酸(AA)与小檗碱(Ber)自组装形成A-B线性超分子与组装机制示意图
(1)马兜铃酸可以与小檗碱在水煎煮过程中自组装形成稳定的线性超分子结构,该结构可以阻断马兜铃酸的毒性基团硝基和羟基的环化形成马兜铃内酰胺氮离子,从而抑制其形成毒性代谢产物马兜铃内酰胺。
图2.A-B自组装线性超分子表征
(2)肠道菌群分析表明该超分子结构能够显著抑制AA导致肠道菌群失衡的副作用;小鼠肾脏转录组分析与组织病理学分析结果表明该超分子结构能够有效中和马兜铃酸对肾脏TNF-NFκB等炎症相关通路以及PI3K-AKT等肿瘤发生相关通路的激活作用,防止急性肾损伤以及肾癌的发生。
图3.A-B自组装显著减少AA诱导的小鼠微生物群结构和功能失调
图4.A-B自组装显著降低了AA的毒性
图5.A-B显著抑制AA诱导的小鼠肾脏自然杀伤细胞和中性粒细胞浸润。
图6.A?B显著减轻AA诱导的小鼠肾脏NF-κBP65和MAPKP38的激活
P.Wangetal.,Berberine-BasedHeterogeneousLinearSupramoleculesNeutralizedtheAcuteNephrotoxicityofAristolochicAcidbytheSelf-AssemblyStrategy.ACSApplMaterInterfaces13,-().DOI:10./acsami.1c
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