达格列净通过调控SIRT1/Nrf2/HO-1通路改善替诺福韦诱导的大鼠肾毒性：抑制氧化应激、凋亡与炎症的作用机制

《Scientific Reports》：Dapagliflozin treatment ameliorates oxidative stress, apoptosis and inflammation in tenofovir-induced nephrotoxicity in rats

　　替诺福韦(TDF)是抗逆转录病毒疗法的基石药物，但其长期使用存在肾毒性风险。本研究探讨了SGLT2抑制剂达格列净(DAPA)对TDF诱导的大鼠肾毒性的保护作用。结果显示，DAPA治疗可恢复肾小球滤过率(GFR)，改善肾脏血流动力学，并通过调节SIRT1/Nrf2/HO-1信号通路和线粒体抗氧化酶系统减轻氧化应激。此外，DAPA还能降低TLR4/NF-κB介导的炎症反应和线粒体途径的细胞凋亡。研究表明，达格列净具有多方面的肾脏保护作用，为防治替诺福韦相关肾损伤提供了新的潜在策略。

　　

在人类免疫缺陷病毒(HIV)感染的治疗中，抗逆转录病毒疗法(ART)的出现无疑是一场革命，它极大地改善了患者的预后和生活质量。然而，这场胜利的背后也隐藏着一些长期的挑战。替诺福韦(Tenofovir Disoproxil Fumarate, TDF)作为ART方案中的核心药物，虽然疗效显著，但其长期使用所带来的肾毒性问题日益凸显，成为临床医生和研究者关注的焦点。据统计，约有15%的患者在接受TDF治疗2-9年后会出现肾脏损伤，表现为急性肾损伤(Acute Kidney Injury, AKI)或慢性肾脏病(Chronic Kidney Disease, CKD)，甚至发展为典型的范可尼综合征(Fanconi syndrome)，伴有肾小球滤过率(Glomerular Filtration Rate, GFR)下降、磷酸盐浪费以及骨密度降低等。其背后的机制复杂，涉及氧化应激、细胞凋亡、炎症反应以及线粒体功能障碍等多个方面。因此，寻找能够有效缓解或预防TDF肾毒性的辅助治疗策略，对于改善HIV感染者的长期健康结局具有重要的临床意义。

近年来，钠-葡萄糖协同转运蛋白2(Sodium-Glucose Cotransporter 2, SGLT2)抑制剂，如达格列净(Dapagliflozin, DAPA)，在糖尿病治疗领域取得了巨大成功。令人惊喜的是，大型临床试验如DAPA-CKD等发现，这类药物不仅能够降低血糖，还展现出独立于降糖作用之外的强大心肾保护效应。其在非糖尿病肾病模型，如环孢素A、庆大霉素、顺铂等诱导的肾毒性中，也显示出良好的保护潜力。那么，一个自然而然的问题产生了：达格列净是否也能成为对抗替诺福韦肾毒性的有力武器？为了回答这个问题，由Vitor Antonio dos Santos和Daniele Canale等人组成的研究团队在《Scientific Reports》上发表了他们的最新研究成果。

研究者们为了探究达格列净对替诺福韦诱导肾毒性的影响，设计了一项严谨的动物实验。他们选取了雄性Wistar大鼠，并将其随机分为四组：对照组(Control)接受标准饮食45天；替诺福韦组(TDF)在45天内食用添加了TDF(300 mg/kg食物)的标准饮食；达格列净组(DAPA)在前30天接受标准饮食，最后15天在标准饮食中添加DAPA(20 mg/kg食物)；联合治疗组(TDF+DAPA)在45天内食用添加TDF的饮食，并在最后15天同时添加DAPA。实验结束后，研究人员通过菊粉清除率实验评估肾功能，利用超声流量计监测肾脏血流动力学参数，并采用蛋白质印迹法(Western Blot)、酶联免疫吸附测定(ELISA)、Luminex多重因子检测、组织病理学评分以及生化分析等多种技术手段，系统性地评估了氧化应激、细胞凋亡、炎症反应及肾脏组织形态学改变等指标。

glomerular filtration rate and hemodynamics studies

研究结果首先显示，替诺福韦确实对肾脏造成了显著损伤。与对照组和DAPA组相比，TDF组大鼠的肾小球滤过率(GFR)明显降低，平均动脉压(MAP)升高，肾血流量(RBF)减少，肾血管阻力(RVR)增加，这表明肾功能受损并伴有高血压和肾脏血流动力学异常。同时，TDF组肾脏内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的蛋白表达下调，提示存在内皮功能障碍。而令人鼓舞的是，在TDF+DAPA联合治疗组中，达格列净的干预有效地逆转了这些不良变化，GFR、MAP、RBF和RVR均恢复至接近正常水平，eNOS的表达也得到显著改善。这表明达格列净能够改善替诺福韦引起的肾功能障碍和血流动力学紊乱。

the effects of pro-oxidants and antioxidants signaling pathways on the modulation of redox state

氧化应激是TDF肾毒性的核心环节。研究人员发现，TDF组大鼠血浆和肾脏组织中的硫代巴比妥酸反应物(Thiobarbituric Acid Reactive Substances, TBARS)水平（反映脂质过氧化程度）显著升高，而血浆谷胱甘肽(Glutathione, GSH)浓度（反映抗氧化能力）则明显降低。在分子机制上，TDF组肾脏中促氧化酶NADPH氧化酶4(NOX4)的表达增加，而关键的抗氧化信号通路组分，包括去乙酰化酶1(SIRT1)、核因子E2相关因子2(Nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2)及其下游靶分子血红素加氧酶-1(Heme Oxygenase-1, HO-1)的表达均受到抑制。同时，线粒体抗氧化酶锰超氧化物歧化酶(MnSOD)和铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)的表达也略有下降。达格列净治疗则部分逆转了TBARS和GSH的水平，并显著下调了NOX4的表达，同时上调了SIRT1、Nrf2、HO-1、MnSOD和CuZnSOD的蛋白表达。这些结果强有力地说明，达格列净通过抑制促氧化途径和激活内源性抗氧化防御系统（特别是SIRT1/Nrf2/HO-1轴和线粒体抗氧化酶系统），有效地改善了替诺福韦引发的氧化还原失衡。

activation of PARP-1 by oxidative stress and inflammation/cell death outcomes

严重的氧化应激会激活聚ADP-核糖聚合酶1(Poly(ADP-ribose) polymerase 1, PARP-1)，进而引发炎症和细胞死亡。本研究证实，TDF处理导致肾脏PARP-1表达显著增加。PARP-1的激活又与Toll样受体4(Toll-Like Receptor 4, TLR4)和核因子κB(Nuclear Factor-kappa B, NF-κB)信号通路相互作用。数据显示，TDF组肾脏TLR4和NF-κB p65的磷酸化水平升高，同时促炎细胞因子白介素-1β(IL-1β)、IL-6、IL-12的浓度上升，而抗炎细胞因子IL-10的浓度下降。达格列净治疗则有效降低了PARP-1、TLR4和NF-κB的过度激活，并调节了细胞因子谱，使其向抗炎方向转变。这表明达格列净能够减轻替诺福韦触发的DNA损伤相关炎症反应。

在细胞凋亡方面，研究聚焦于B细胞淋巴瘤-2(B-cell lymphoma-2, Bcl-2)蛋白家族和线粒体凋亡途径。TDF处理导致促凋亡蛋白Bax的表达上调，而抗凋亡蛋白Bcl-2的表达下调，致使Bax/Bcl-2比值显著增加（约两倍）。同时，线粒体凋亡关键指标细胞色素C(Cytochrome c)和凋亡执行者 caspase-3的蛋白表达也明显升高。这些变化意味着线粒体途径的凋亡被强烈激活。而达格列净治疗则逆转了这一趋势，降低了Bax、细胞色素C和caspase-3的水平，提高了Bcl-2的表达，使Bax/Bcl-2比值恢复正常。这清晰地表明达格列净能够抑制替诺福韦诱导的肾小管上皮细胞凋亡。

kidney injury and renal fibrosis

最终，上述分子和细胞水平的损伤体现在了肾脏的组织结构上。组织学检查发现，TDF组大鼠肾脏出现肾小管细胞坏死、基底膜裸露、刷状缘丢失及小管萎缩或扩张等病理改变，肾小管损伤评分显著增高。同时，肾脏纤维化标志物转化生长因子-β1(Transforming Growth Factor-beta 1, TGF-β1)和III型胶原(Collagen Type III, COL3)的浓度也显著上升。值得庆幸的是，达格列净的干预显著减轻了肾小管损伤评分，并降低了TGF-β1和COL3的水平，说明其在组织层面具有抗损伤和抗纤维化的作用。

综上所述，这项研究系统性地证实了达格列净对替诺福韦所致大鼠肾毒性的多重保护作用。其作用机制可归纳为：通过抑制NOX4和激活SIRT1/Nrf2/HO-1信号通路及线粒体抗氧化酶系统，纠正氧化还原失衡；通过抑制PARP-1/TLR4/NF-κB轴，减轻炎症反应；通过调节Bcl-2家族蛋白平衡，抑制线粒体途径的细胞凋亡。最终，这些效应共同改善了肾功能、血流动力学和组织病理损伤，延缓了肾脏疾病的进展。

在讨论中，作者强调了本研究的重要意义。首先，SGLT2抑制剂的肾脏保护作用在此被扩展至抗病毒药物毒性的新领域，为其临床应用提供了新的理论依据。其次，研究揭示的多种作用机制（抗氧化、抗炎、抗凋亡）凸显了达格列净“多效性”的特点，且这些效应在非糖尿病模型中同样存在，说明其保护作用独立于降糖效果。尽管动物实验的剂量和反应时间与人类存在差异，但结果为后续临床研究提供了强有力的前期证据。考虑到目前治疗肾脏疾病的药物选择有限，而SGLT2抑制剂安全性良好，达格列净有望成为一种有前景的辅助治疗策略，用于管理接受替诺福韦治疗的HIV感染者的肾毒性风险，从而改善他们的长期生活质量和临床结局。当然，这些来自动物模型的发现能否成功转化为人类患者的临床获益，仍需进一步的临床试验来验证。