顺铂是临床上广泛应用于多种恶性肿瘤治疗的化疗药,它的抗肿瘤机制主要是通过破坏细胞DNA结构杀死肿瘤细胞。顺铂为一种细胞周期非特异性药物,在用于癌症化疗的同时也会引起多种器官毒副作用。临床研究表明,在不同的化疗方案中,顺铂化疗引起的严重胃肠道黏膜损伤的发生率可高达76%,表现出严重的胃肠道毒性。严重的胃肠道副作用不仅限制了顺铂的临床应用,还大大降低了患者的生存质量。因此,寻找一种有效的药物来缓解和预防顺铂的肠道毒性势在必行。维生素D_3(Vitamin D_3,VD_3)是维生素D中生物代谢率最高的一种活性物质,作为哺乳动物的必需营养素,广泛存在于各种食物中,具有抗肿瘤、调节免疫功能和减轻氧化应激的作用。近年来随着研究的深入,维生素D在维持肠道稳态中的积极作用逐渐被重视。本研究探讨了VD_3对顺铂所致肠道损伤的保护作用机制。试验首先选取30只雄性昆明小鼠,随机分为5组,分别为空白对照组、顺铂组(20 mg/kg)和不同剂量的VD_3(700/1400/2800 IU/kg/d)+顺铂组。小鼠在相同环境下饲养,VD_3给药共10天,在注射顺铂72h后处死小鼠。采样,检测小鼠血清中DAO和D-乳酸含量,并观察肠道组织显微结构变化,探究VD_3对顺铂诱导肠道损伤保护的最佳使用剂量。在第一阶段试验基础上,选取48只雄性昆明小鼠,随机分为4组,分别为空白对照组、VD_3组(2800 IU/kg/d)、顺铂组(20 mg/kg)和VD_3+顺铂组。造模结束后,分别检测小鼠血清中DAO和D-乳酸含量,观察肠道组织显微和超微组织结构变化以及细胞死亡情况,检测肠道组织中紧密连接蛋白的表达和氧化应激、炎症因子和ATPase相关指标的水平,及线粒体动力学和细胞铁死亡相关指标和基因的表达。为了确定铁死亡在顺铂诱导肠道损伤中的作用,试验构建了铁抑素(Ferrostatin-1,Fer-1)干预模型。试验设计如下,选取36只雄性昆明小鼠,随机分为4组,分别为空白对照组、二甲基亚砜组、顺铂组(20 mg/kg)和Fer-1(5 mg/kg)+顺铂组。造模结束后,检测血清DAO和D-乳酸含量,观察肠道组织显微和超微组织结构变化以及细胞死亡情况,检测肠道组织紧密连接蛋白、组织铁和GPX4的表达情况。主要研究结果如下:(1)selleck NSC 127716不同浓度的VD_3预处理均能缓解顺铂给药小鼠体重的下降、抑制顺铂给药小鼠血清DAO和D乳酸含量的上升,减轻顺铂诱导的肠道组织结构损伤。其中2800 IU/kg/d VD_3给药剂量的保护效果最好。(2)VD_3预处理显著改善了顺铂给药小鼠中肠道组织紧密连接蛋白的表达下降、显微组织结构损伤、超微细胞线粒体结构损伤和肠道细胞死亡的情况。结果表明,VD_3对顺铂诱导的肠道损伤具有良好的保护作用。(3)VD_3预处理抑制了顺铂给药小鼠肠道组织中的MDA、H_2O_2和ROS的产生,提高了CAT、SOD的T-AOC活性和GSH的产生。结果表明,VD_3通过增强抗氧化能力、清除氧自由基,进而改善顺铂诱导的肠道损伤。(4)VD_3预处理抑制了顺铂给药小鼠肠道组织TNF-α、IFN-γ、IL-1β和IL-6的基因表达,提高了IL-10的基因表达。结果表明VD_3可以抑制顺铂诱导小鼠肠道组织中炎症细胞因子的释放。(5)VD_3预处理逆转了顺铂给药小鼠肠道组织Na~+K~+-ATPase、Ca~(2+)Mg~(2+)-ATPase和Ca~(2+)-Aselleck NN2211TPase的活性的下降、线粒体分裂基因DRP1和FIS1的表达升高和线粒体融合基因OPA1、MFN1和MFN2的表达下降。结果表明VD_3能够抑制线粒体的过度分裂,改善顺铂诱导的小鼠肠道组织中线粒体功能障碍。(6)Fer-1预处理缓解了顺铂给药小鼠体重的下降的情况、抑制了顺铂给药小鼠血清DAO和D-乳酸的上升,增加了肠道组织紧密连接蛋白的表达,改善了显微组织结构损伤、超微线粒体结构损伤,减少了细胞死亡数量。结果表明铁死亡在顺铂诱导的肠道损伤中具有重要作用。此外,顺铂给药后明显增加了小鼠肠道组织铁的积累,抑制了肠道组织中GPX4的表达,提示顺铂诱导的肠道铁死亡与GPX4通路相关。(7)VD_3预处理显著抑制顺铂给药小鼠肠道组织中TFRC的表达和铁的过度积累,同时逆转了顺铂诱导GPX4、DHODH和COQ2的表达降低的情况。结果表明VD_3预处理抑制了顺铂诱导的肠道组织细胞铁死亡,提示VD_3可通过GPX4通路和DHODH通路减少了铁死亡,从而对顺铂诱导的肠道损伤起到保护作用。结论:顺铂可致肠道组织中过量的ROS产生,GPX4表达降低,进而诱导肠道细胞发生铁死亡,肠道组织发生氧化应激和炎症反应。ROS可致线粒体功能障碍,破坏线粒体动力学平衡,线粒体功能障碍又可加剧RML intermediateOS的产生,对肠道组织造成损伤。VD_3干预后,一方面提高了小鼠的抗氧化能力清除了ROS,缓解了氧化应激,抑制了线粒体的过度分裂,恢复了线粒体的结构和功能,另一方面通过增强GPX4和DHODH的表达抑制了肠道细胞铁死亡,最终对顺铂诱导的肠道损伤发挥保护作用。本研究可为顺铂诱导肠道损伤的预防和治疗提供新的靶点,并为顺铂诱导的肠道损伤的预防提供了一种新的、有前景的途径。