Kohlenstoffpunkte aus Phellodendri Chinensis Cortex Carbonisata schützen Nieren vor Deinagkistrodon-acutus-Gift-induzierter akuter Nierenschädigung

Zusammenfassung

Hintergrund

Als aufstrebendes Nanomaterial haben Kohlenstoffpunkte (CDs) enorme Aufmerksamkeit für biomedizinische Anwendungen erhalten. Es liegen jedoch kaum Informationen über ihre Bioaktivität zur Hemmung akuter Nierenschädigung (AKI) vor, die durch Schlangengift induziert wird.

Methoden

Diese Studie berichtet über die Entwicklung eines grünen, einstufigen Pyrolyseprozesses zur Synthese von CDs unter Verwendung von Phellodendri Chinensis Cortex (PCC) als alleinigem Vorläufer, und ihr potenzieller Einsatz als Protektor gegen Deinagkistrodon acutus (D. acutus) Gift-induzierte AKI wurde erstmals untersucht. Das AKI-Modell wurde durch Injektion von D. acutus Gift in die Bauchhöhle von Mäusen etabliert, und die potenziellen protektiven Effekte von PCC Carbonisata-CDs (PCCC-CDs) auf renale Anomalien einschließlich Dysfunktion, Entzündungsreaktionen, Gewebeschäden und Thrombozytopenie an sechs Zeitpunkten (1, 3 und 12 h sowie 1, 2 und 5 Tage) wurden untersucht.

Ergebnisse

Diese Ergebnisse zeigten, dass PCCC-CDs die Nierendysfunktion (reduzierte Serum-Kreatinin (SCR), Blutharnstoffstickstoff (BUN), Harn-Gesamtprotein (UTP) und Mikroalbuminurie (MALB) Konzentrationen) und die Produktion von Chemoattraktant (Monozyten-Chemotaktisches Protein 1 (MCP-1)), proinflammatorischen Zytokinen (Interleukin (IL)-1β) und antiinflammatorischem Zytokin (IL-10) in Reaktion auf intraperitoneale Injektion von D. acutus Gift signifikant hemmten. Der vorteilhafte Effekt von PCCC-CDs bei den envenomierten Mäusen war ähnlich wie der auf die Veränderung der Nierenhistologie und Thrombozytopenie.

Schlussfolgerungen

Diese Ergebnisse demonstrierten die bemerkenswerten protektiven Effekte von PCCC-CDs gegen AKI, induziert durch D. acutus Gift, was nicht nur die biomedizinischen Anwendungen von CDs erweitern, sondern auch ein potenzielles Ziel für die Entwicklung neuer therapeutischer Medikamente für AKI, induziert durch D. acutus Schlangenbiss-Envenomation, bieten würde.

Einleitung

Deinagkistrodon acutus (D. acutus), gehörend zur Familie Viperidae, gilt als eine der gefährlichsten Landschlangen in China [1]. Envenomation durch D. acutus ist mit einer Reihe von Symptomen wie Blutung, Thrombozytopenie und möglicher direkter Nierenschädigung assoziiert [2, 3]. Akute Nierenschädigung (AKI) ist der schwerwiegendste systemische Effekt und die häufigste Komplikation der Envenomation durch D. acutus, die direkt zu anhaltender Nierenfunktionsstörung und hoher Morbidität führt [4, 5]. Die aktuelle topische Behandlung beinhaltet die Verwendung von pferdebasiertem hyperimmunem Antivenin als Antidot. Seine Wirksamkeit ist jedoch begrenzt bei der Neutralisierung lokaler Gewebeschäden, besonders beim Auftreten von AKI, und es hat mehrere unbefriedigende Effekte wie anaphylaktische und pyrogene Reaktionen [6]. Zudem tragen der relativ hohe Preis und die schlechte Stabilität von Antivenin zur unbefriedigenden Behandlung von D. acutus Bissopfern bei, besonders in wilden oder ländlichen Gebieten [7–9]. Daher besteht ein dringender Bedarf an effektiven, sicheren und erschwinglichen Komplementärmedikamenten für die Behandlung von D. acutus Gift-induzierter AKI.

Kohlenstoffpunkte (CDs), eine neue Klasse von Kohlenstoff-Nanomaterialien mit einer Größe < 10 nm, wurden 2004 zufällig bei der Trennung und Reinigung von einwandigen Kohlenstoffnanoröhren entdeckt [10] und haben in den letzten zehn Jahren aufgrund ihrer bemerkenswerten neuartigen Eigenschaften wie anerkannter Biokompatibilität, niedriger Toxizität, hoher Wasserlöslichkeit und reichlicher Rohstoffe viel Interesse geweckt [11–13]. Das Aufkommen von CDs hat zur Forschung an der Entwicklung verschiedener "intelligenter" Nanosysteme beigetragen, hauptsächlich einschließlich Bioimaging [14], Biomedizin [15], Drug Delivery [16] und Photokatalyse [17].

Besonders die Entwicklung von CDs mit inhärenter bioaktiver Potenzial bietet viele Strategien für die Entdeckung einer neuen Generation von Medikamenten zur effektiven Kontrolle oder Behandlung einiger Krankheiten aufgrund der oben genannten bemerkenswerten Vorteile. In mehreren Bioaktivitäten wie antibakteriell zur Behandlung bakterieller Keratitis [18], hämostatisch [19], peroxidase-ähnlich [20], antikrebs, antiviral und antiinflammatorisch [21] wurden berichtet. Diese Effekte haben die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern auf sich gezogen, um zusätzliche pharmazeutische und biomedizinische Anwendungen von CDs zu untersuchen. Insbesondere die lindernden Aktivitäten von CDs, abgeleitet von Schizonepetae Spica Carbonisata [22], auf D. acutus Gift-induzierte Blutungen haben eine neue Perspektive auf die Untersuchung der vorteilhaften Effekte von CDs auf AKI, induziert durch D. acutus Schlangenbiss, eröffnet, die bis jetzt wenig verstanden war.

Phellodendri Chinensis Cortex (PCC) Carbonisata (PCCC)-CDs werden durch direkte Pyrolyse von PCC (eine Art traditioneller chinesischer Medizin, die seit > 1000 Jahren verwendet wird) mittels eines einstufigen Pyrolyseverfahrens synthetisiert. PCCC-CDs sind hypotoxische CDs mit Durchmessern von 1,2 bis 4,8 nm. Über PCCC-CDs wurde berichtet, dass sie bemerkenswerte hämostatische Effekte besitzen, was nicht nur die biomedizinische Anwendung von CDs erweitert, sondern auch die Aufklärung der hämostatischen Materialbasis von PCCC pioniert hat [23]. Bemerkenswert ist, dass PCCC, ein traditionelles chinesisches Arzneimittel, das durch Kohleverarbeitung hergestellt wird, erstmals in den Taiping Holy Prescriptions for Universal Relief (978–992 n. Chr., in China) aufgezeichnet wurde. Das Sicherheitsprofil und die zufriedenstellende therapeutische Wirksamkeit von PCCC, wie Hämostase und Antiinflammation, förderten seine fortgesetzte klinische Anwendung seit mehr als 1000 Jahren, was in der Pharmacopoeia of the People's Republic of China (PPRC, 2015) anerkannt wurde. Die Untersuchung zusätzlicher zugrundeliegender Bioaktivitäten von PCCC-CDs war jedoch eine Herausforderung. Besonders gibt es wenig Informationen über die Hemmung von AKI, induziert durch D. acutus Envenomation.

Zusätzlich wurde berichtet, dass Schlangenbiss-Envenomation die Nierenphysiologie möglicherweise direkt durch nephrotoxische Komponenten oder durch Aktivierung oder Modulation von Immun- und Entzündungsmediatoren gefährden kann [24]. Diese Effekte wirken hauptsächlich auf biomedizinische Parameter [25] (Serum-Kreatinin (SCR), Blutharnstoffstickstoff (BUN), Harn-Gesamtprotein (UTP) und Mikroalbuminurie (MALB) Konzentration), entzündliche Zytokine (Interleukin (IL)-1β), antiinflammatorisches Zytokin (IL-10) und Monozyten-Chemotaktisches Protein 1 (MCP-1), die Veränderung der Nierenhistologie und Thrombozytenzahl (PLT). In der vorliegenden Studie synthetisierten wir PCCC-CDs mit einer grünen, einstufigen Pyrolysemethode und untersuchten erstmals ihre protektiven Effekte gegen die Entwicklung dieser Anomalien bei AKI, induziert durch intraperitoneale Injektion von Mäusen mit D. acutus Gift.

Material und Methoden

Chemikalien

Das PCC-Material wurde von der Beijing Qiancao Herbal Pieces Co., Ltd. (Beijing, China) bezogen, und das PCCC wurde in unserem Labor hergestellt. Dialysemembranen mit einem Molekulargewicht von 1000 Da wurden von der Beijing Ruida Henghui Technology Development Co., Ltd. (Beijing, China) gekauft. Das Zellzählkit (CCK)-8 wurde von Dojindo Molecular Technologies, Inc. (Kumamoto, Japan) bezogen. Das lyophilisierte Schlangengift von D. acutus wurde von der An Ren Snake Farm (Yujiang County, Yingtan, Jiangxi, China) für experimentelle Zwecke bereitgestellt. Andere analytische Reagenzien wurden von Sinopharm Chemical Reagents Beijing (Beijing, China) bezogen. Maus MCP-1, IL-10 und IL-1β Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) Kits wurden von Cloud-Clone Corp. (Wuhan, China) gekauft. Alle Experimente wurden mit deionisiertem Wasser (DW) durchgeführt.

Tiere

Tierhaltung und Forschungsprotokolle wurden vom Institutional Committee of Ethics of Animal Experimentation der Beijing University of Chinese Medicine unterstützt und genehmigt. Männliche Kunming-Mäuse (Gewicht 30,0 ± 2,0 g) wurden von der Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. mit einem Laborzertifikat der Konformität bezogen und in Käfigen bei konstanter Temperatur und Feuchtigkeit an einem 12-h-Licht/Dunkel-Zyklus mit ad libitum Zugang zu Futter und Wasser gehalten.

Herstellung der Giftlösung

Lyophilisiertes Gift wurde in physiologischer Kochsalzlösung mit sanftem Mischen für 20 min gelöst (Endkonzentration: 5 mg/mL) und bei −20 °C bis zum Bedarf gelagert.

Herstellung von PCCC-CDs

Das PCCC wurde gemäß vorherigen Methoden [23] mit PCC als einzigem Vorläufer durch ein einstufiges Pyrolyseverfahren hergestellt. Kurz gesagt, die PCC-Proben wurden in separate Porzellantiegel gelegt und 1 h bei 350 °C in einem vorgeheizten Ofen erhitzt. Nach Abkühlung auf 30 °C wurden die erhaltenen homogenen schwarzen Rückstände zu feinem Pulver gemahlen und zweimal in Wasser jeweils bei 100 °C für 1 h gekocht. Dann wurde die Lösung durch Vorfiltration der Suspension durch eine 0,22 µm Zelluloseacetat-Membran gesammelt. Nicht-kohlenstoffhaltige Verunreinigungen wurden durch Dialyse gegen DW für 72 h (zurückgehaltenes Molekulargewicht: 1000 Da) entfernt. Die PCCC-CDs-Lösung wurde konzentriert und bei 4 °C bis zur Verwendung gelagert. Das Flussdiagramm in Abb. 1 veranschaulicht den obigen Prozess.

Illustration des Bildungsprozesses von Kohlenstoffpunkten (CDs) aus Phellodendri Chinensis Cortex (PCC) durch Pyrolysebehandlung.

Charakterisierung von PCCC-CDs

Die Morphologie der CDs wurde mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM, JEM-2100 Elektron, JEOL, Japan) mit Elektronenenergie von 200 kV untersucht. Strukturelle Details wurden mit hochauflösender TEM (HRTEM) mit einem Tecnai G2 20 Elektronenmikroskop (FEI, USA) untersucht. Das Ultraviolett-Visible (UV-Vis) Spektrum und Fluoreszenzeigenschaften wurden mit UV-Vis (CECIL, Cambridge, UK) und Fluoreszenz (F-4500, Tokyo, Japan) Spektroskopie aufgezeichnet und gemessen. Fourier-Transform-Infrarot (FTIR) Spektroskopie wurde verwendet, um die Oberflächenfunktionsgruppeninformationen in einem Spektralfenster zwischen 400 und 4000 cm⁻¹ zu analysieren.

Zytotoxizitätsassays

Menschliche L02 Hepatozyten und humane embryonale Nieren 293 T Zelllinien wurden verwendet, um die potenzielle Zytotoxizität von PCCC-CDs mit einem CCK-8 Assay zu bewerten. L02-Zellen wurden in Roswell Park Memorial Institute 1640 (RPMI 1640) Medium mit 10% fötalem Kälberserum (FBS) kultiviert, während 293 T-Zellen in Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) mit hoher Glucose, enthaltend 10% FBS, gewachsen wurden. Beide Zelllinien wurden bei 37 °C in befeuchteter 5% CO₂-Atmosphäre inkubiert.

L02 und 293 T Zellen wurden mit einer Dichte von 2,0 × 10⁴ Zellen/Well in 96-Well-Platten ausgesät und bei 37 °C in einer befeuchteten 5% CO₂-Atmosphäre für 24 h kultiviert. Dann wurden beide Zelltypen mit 100 µL verschiedener Konzentrationen (5000, 2500, 1250, 625, 156, 78, 39 und 19,5 µg/mL) der PCCC-CD-Lösungen in serumfreiem Medium behandelt und weitere 24 h inkubiert. Anschließend wurde das die PCCC-CDs enthaltende Medium entfernt und die Zellen zweimal mit phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) gewaschen. Die Zytotoxizität wurde durch Ablesen der Platte bei 450 nm unmittelbar nach Zugabe von 10 µL des CCK-8 Reagenz und Inkubation für 4 h bei 37 °C bestimmt.

D. acutus Gift-induzierte AKI und Behandlung

D. acutus Gift-induziertes AKI-Modell

Das AKI-Mausmodell wurde durch intraperitoneale Injektion von D. acutus Schlangengift in Mäuse etabliert. Die Mäuse wurden zufällig in die folgenden fünf Gruppen mit je 36 Tieren unterteilt: Kontrolle; Modell; und hohe-, mittlere- und niedrigdosierte PCCC-CDs Behandlungsgruppen. Die Modellgruppe erhielt D. acutus Gift bei 1 mg/kg (0,15 mg/mL, 0,2 mL) Körpergewicht und 0,5 mL physiologische Kochsalzlösung intraperitoneal, während die hohe-, mittlere- und niedrigdosierte PCCC-CD-Behandlungsgruppen ein äquivalentes Volumen Schlangengift und PCCC-CD-Extrakt bei Dosen von 8,0, 4,0 und 2,0 mg/kg erhielten. Mäuse, die intraperitoneale nur mit physiologischer Kochsalzlösung (NS) injiziert wurden, dienten als Kontrollen. Sechs Mäuse aus jeder Gruppe wurden 1, 3 und 12 h nach Verabreichung von NS, D. acutus Gift und PCCC-CDs gemäß dem oben beschriebenen Zeitplan geopfert, während Mäuse, die an Tag 1, 2 und 5 geopfert wurden, kontinuierlich zweimal täglich mit NS, D. acutus Schlangengift und PCCC-CDs verabreicht wurden.

Analyse von UTP- und MALB-Konzentrationen

Nach Verabreichung der jeweiligen Behandlungen wurden Tiere in der Kontroll-, Modell- und PCCC-CDs- (4,0 mg/kg) behandelten Gruppen sofort in geeignete Stoffwechselkäfige zur Urinsammlung platziert, bis die Inkubationsperiode endete (24 h). Die Konzentrationen von UTP und MALB wurden mit einem automatischen Biochemieanalysator analysiert.

Analyse von Biomarkern der Nierenfunktion

Die Nierenfunktion wurde durch Messung der SCR- und BUN-Spiegel bewertet. Vor der Euthanasie der Mäuse wurden Blutproben aus dem retroorbitalen Plexus entnommen und dann für mindestens 4 h bei 4 °C in Plastikröhrchen gegeben. Serum wurde durch Zentrifugation bei 750×g für 15 min gewonnen, und BUN- und SCR-Spiegel wurden mit einem automatischen Biochemieanalysator analysiert.

Nachweis von Entzündungszytokin-Spiegeln

Die rechten Nieren der Mäuse wurden entfernt, schnell in Trockeneis gefroren und bei −80 °C bis zur Verwendung in den folgenden Verfahren gelagert. Gewebeproben (100 mg) aus den verschiedenen Gruppen wurden auf Eis mit PBS homogenisiert und dann bei 750×g für 15 min zentrifugiert. Die Überstände wurden gesammelt, um die Spiegel von MCP-1, IL-10 und IL-1β mit jeweiligen ELISA-Kits gemäß Herstellerangaben zu bestimmen.

Nierenhistologie

Maus-Linksnieren-Gewebeproben wurden in 10% neutral-gepuffertem Formalin bei 4 °C für mehr als 48 h fixiert, dehydriert, in Paraffin eingebettet, in Schnitte geschnitten und dann mit Hämatoxylin und Eosin (H&E) gefärbt. Morphologische Veränderungen wurden zwischen der Kontroll-, Modell- und den PCCC-CDs-behandelten Gruppen verglichen.

Thrombozytopenie-Aktivität

Die PLT wurde an Blut durchgeführt, das aus dem retroorbitalen Plexus der Mäuse entnommen wurde, und mit einem automatischen Hämatologie-Analysator (XS-800i, Sysmex Corporation Co., Ltd., Kobe, Japan) detektiert.

Statistische Analyse

Die statistische Analyse wurde mit dem Statistical Package for the Social Sciences (SPSS, Version 13.0) durchgeführt. Normalverteilte Daten und homogene Varianzen werden als Mittelwerte ± Standardabweichung (SD) ausgedrückt. Eine einseitige Varianzanalyse (ANOVA) gefolgt vom Least Significant Difference (LSD) Test wurde für Mehrfachvergleiche verwendet. P < 0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen.

Ergebnisse

Charakterisierung von PCCC-CDs

TEM wurde verwendet, um die Morphologie und Größenverteilung von PCCC-CDs direkt zu beobachten (Abb. 2a, c und d). Die hergestellten CDs waren kugelförmig und einheitlich in der Größe, die meisten bei 2,84 ± 0,89 nm ohne deutliche Aggregationen. Das HRTEM-Bild zeigte Gitterstreifen (0,24 nm) der CDs, die graphitischem Kohlenstoff entsprachen, wie in Abb. 2b gezeigt.

a und c Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) Bilder von Phellodendri Cortex Carbonisatus Kohlenstoffpunkten (PCCC-CDs), b Hochauflösendes TEM-Bild von PCCC-CDs, d Größenverteilung von PCCC-CDs.

Wie in Abb. 3a dargestellt, zeigten die CDs eine deutliche blaue Fluoreszenz mit einem Peaked Maximum bei 445 nm nach 370 nm Anregung. Entsprechend zeigte die optische Information der PCCC-CDs im UV-Vis-Spektrum einen starken Absorptionspeak bei 265 nm, der dem π-π*-Übergang konjugierter organischer Moleküle auf den CD-Oberflächen entspricht (Abb. 3b).

Optische Eigenschaften von Phellodendri Cortex Carbonisatus Kohlenstoffpunkten (PCCC-CDs). a Fluoreszenzspektren, b Ultraviolett-Visible Spektren (UV-Vis) und c Fourier-Transform-Infrarot Spektrum (FTIR).

Zusätzlich wurden die Funktionsgruppen der formulierten CDs basierend auf dem FTIR-Spektrum detailliert identifiziert, wie in Abb. 3c dargestellt. Der Peak bei 3433 cm⁻¹ wurde den Absorptionsbändern von O–H und N–H Streckschwingungen zugewiesen, während C–H Streckschwingungen bei 2923 cm⁻¹ und 2853 cm⁻¹ erschienen. Zusätzlich zeigte der Absorptionspeak bei 1624 cm⁻¹ die Anwesenheit von C=O an. C–O–C Bindungen wurden bei 1109 cm⁻¹ beobachtet, und der Peak bei 1400 cm⁻¹ wurde C–N Streckschwingungen zugeschrieben. Diese Ergebnisse waren konsistent mit denen früherer Berichte.

In-vitro-Zytotoxizität

Zur Bewertung der Zytotoxizität wurden L02 und 293 T Zellen 24 h verschiedenen Konzentrationen der PCCC-CDs ausgesetzt und die Viabilität mit dem CCK-8 Assay untersucht. Wie in Abb. 4a illustriert, betrug die Viabilität von L02-Zellen, die mit PCCC-CDs behandelt wurden, > 85% im Vergleich zu den Kontrollzellen, sogar bei einer Konzentration von 5 mg/mL. Ebenso beeinträchtigten PCCC-CDs das Wachstum von 293 T-Zellen nicht bei Konzentrationen bis zu etwa 2500 µg/mL (Abb. 4b). Diese Ergebnisse zeigten, dass PCCC-CDs eine niedrige Zytotoxizität aufwiesen.

Zellviabilität durch CCK-8 Assay von (a) L02-Zellen und (b) 293 T-Zellen, inkubiert mit PCCC-CDs für 4 h.

Einfluss von PCCC-CDs auf UTP- und MALB-Konzentrationen

Verglichen mit dem UTP-Spiegel in der Kontrollgruppe (0,98 ± 0,38 mg/L) stiegen die UTP-Spiegel in der D. acutus Gift-behandelten (3,08 ± 0,92 mg/L, P < 0,01) und PCCC-CDs (2,36 ± 0,83 mg/L, P < 0,05) Gruppen signifikant an (Abb. 5a). Darüber hinaus sank der UTP-Spiegel nach PCCC-CD-Behandlung im Vergleich zu den Spiegeln nach Giftverabreichung (P < 0,05). Zudem stieg der MALB-Spiegel 24 h nach intraperitonealer Injektion von D. acutus Gift offensichtlich an (17,78 ± 5,96 mg/L, P < 0,01) im Vergleich zur Kontrollgruppe (2,02 ± 0,91 mg/L). Im Gegensatz dazu zeigten PCCC-CD-behandelte Mäuse eine abnehmende Tendenz im MALB-Spiegel (14,25 ± 4,16 mg/L, Abb. 5b).

Einfluss von Phellodendri Chinensis Cortex Carbonisata-Kohlenstoffpunkten (PCCC-CDs) auf Harn-Gesamtprotein (UTP) und Mikroalbuminurie (MALB) im Urin. a UTP und b MALB. Mäuse wurden mit physiologischer Kochsalzlösung (NS), D. acutus Gift (Dav, 1 mg/kg) und PCCC-CDs (4 mg/kg) + Dav (1 mg/kg) behandelt. Daten sind als Mittelwert ± SD von sechs Tieren pro Gruppe dargestellt. *p < 0,05 und ** p < 0,01 verglichen mit Kontrollgruppe, behandelt mit NS. ^#p < 0,05 verglichen mit Dav-Gruppe.

PCCC-CDs linderten Nierenfunktionsstörung bei D. acutus Gift-induzierten AKI-Mäusen

Die Nierenfunktion wurde durch Messung der BUN- und SCR-Spiegel bewertet, die in Abb. 6 und 7 gezeigt sind. Die mit D. acutus Gift behandelten Mäuse hatten signifikant höhere BUN-Spiegel (12,07 ± 1,00 mmol/L [1 Tag], P < 0,01; 11,43 ± 1,37 mmol/L [2 Tage], P < 0,01; 14,83 ± 2,53 mmol/L [5 Tage], P < 0,01) und SCR-Spiegel (12,83 ± 1,43 µmol/L [1 Tag], P < 0,01; 13,48 ± 2,26 µmol/L [2 Tage]; P < 0,01. 13,80 ± 1,90 µmol/L [5 Tage], P < 0,01) als die NS-behandelten Mäuse (BUN: 8,95 ± 1,04 [1 Tag], 9,53 ± 1,40 [2 Tage] und 9,07 ± 1,57 [5 Tage] mmol/L; SCR: 9,40 ± 0,89 [1 Tag], 10,27 ± 2,04 [2 Tage] und 9,85 ± 1,99 [5 Tage] µmol/L) von Tag 1 bis 5 (Abb. 6a und 7a). Bemerkenswert: Im Vergleich zur Modellgruppe hemmte die Behandlung mit niedrigdosierten PCCC-CDs den Anstieg der SCR-Spiegel (9,77 ± 0,79 µmol/mL, P < 0,01) und BUN-Spiegel (10,50 ± 1,38 mmol/L, P < 0,05) signifikant, während hohe (9,62 ± 1,87 µmol/mL, P < 0,01) und mittlere (10,75 ± 1,48 µmol/mL, P < 0,05) Dosen den Anstieg der SCR (Abb. 7b), aber nicht der BUN (Abb. 6b) durch D. acutus Gift am Tag 1 inhibierten. Die SCR-Spiegel (Abb. 7c) der hohen-, mittleren- und niedrigdosierten PCCC-CD-behandelten Gruppen sanken (10,97 ± 0,88, 10,42 ± 1,75 und 10,68 ± 1,41 µmol/mL, jeweils; P < 0,05) im Vergleich zur Modellgruppe am Tag 2. Darüber hinaus sanken im Vergleich zur Modellgruppe die BUN-Spiegel in der hohen- (9,57 ± 0,52 mmol/L, P < 0,01) und niedrigdosierten (10,72 ± 2,04 mmol/L, P < 0,05) PCCC-CDs-Gruppe signifikant, nicht jedoch in der mitteldosierten Gruppe (Abb. 6c) am Tag 2. Wie in Abb. 6d und 7d gezeigt, wurden inhibierende Effekte auf beide Indizes bei hohen (12,28 ± 1,65 mmol/L, P < 0,01 (BUN); 11,38 ± 1,80 µmol/mL, P < 0,05 (SCR), jeweils) und mittleren (12,40 ± 1,33 mmol/L, P < 0,05 (BUN); 10,83 ± 2,57 µmol/mL, P < 0,05 (SCR), jeweils) Dosen von PCCC-CDs beobachtet. Zusätzlich wurde kein signifikanter Unterschied zwischen der Kontroll- und den PCCC-CDs-behandelten Gruppen im SCR beobachtet.

Einfluss von Phellodendri Chinensis Cortex Carbonisata-Kohlenstoffpunkten (PCCC-CDs) auf Blutharnstoffstickstoff (BUN). a BUN-Konzentrationsänderungen in 1 h, 3 h, 12 h, 1 Tag, 2 Tag und 5 Tag. Die BUN-Spiegel in (b) 1 Tag (c) 2 Tag (d) 5 Tag. Mäuse wurden mit physiologischer Kochsalzlösung (NS), D. acutus Gift (Dav, 1 mg/kg) und hohen (H), mittleren (M) und niedrigen (L) Dosen von PCCC-CDs + Dav (1 mg/kg) behandelt. Daten sind als Mittelwert ± SD von sechs Tieren pro Gruppe dargestellt. *p < 0,05 und ** p < 0,01 verglichen mit Kontrollgruppe, behandelt mit NS. ^#p < 0,05 verglichen mit Dav-Gruppe.

Einfluss von Phellodendri Chinensis Cortex Carbonisata-Kohlenstoffpunkten (PCCC-CDs) auf Serum-Kreatinin (SCR). a SCR-Konzentrationsänderungen in 1 h, 3 h, 12 h, 1 Tag, 2 Tage und 5 Tage. Die SCR-Spiegel in (b) 1 Tag (c) 2 Tage (d) 5 Tage. Mäuse wurden mit physiologischer Kochsalzlösung (NS), D. acutus Gift (Dav, 1 mg/kg) und hohen (H), mittleren (M) und niedrigen (L) Dosen von PCCC-CDs + Dav (1 mg/kg) behandelt. Daten sind als Mittelwert ± SD von sechs Tieren pro Gruppe dargestellt. *p < 0,05 und ** p < 0,01 verglichen mit Kontrollgruppe, behandelt mit physiologischer Kochsalzlösung (NS). ^#p < 0,05 verglichen mit Dav-Gruppe.

PCCC-CDs inhibierten Zytokin-Sekretion

Die Auswirkungen von drei Konzentrationen von PCCC-CDs auf die Produktion von Chemoattraktant (MCP-1) und proinflammatorischem (IL-1β) und antiinflammatorischem (IL-10) Zytokin in Reaktion auf Injektionen von D. acutus Gift wurden untersucht. Abb. 8 zeigte, dass die Injektion von Gift die IL-1β-Freisetzung im Mausmodell erhöhte (1 h: 58,19 ± 5,35 ng/mL, P < 0,01; 3 h: 56,57 ± 3,54 ng/mL, P < 0,01; 12 h: 49,48 ± 7,74 ng/mL, P < 0,05; Tag 1: 41,09 ± 4,82 ng/mL, P < 0,05; Tag 2: 47,96 ± 8,33 ng/mL, P < 0,05; Tag 5: 45,11 ± 6,95 ng/mL, P < 0,05) im Vergleich zu den Spiegeln in der NS-behandelten Maus (1 h: 35,96 ± 4,72 ng/mL, 3 h: 34,94 ± 2,58 ng/mL, 12 h: 36,42 ± 5,25 ng/mL, Tag 1: 34,47 ± 3,67 ng/mL, Tag 2: 39,84 ± 3,71 ng/mL, Tag 5: 36,82 ± 8,27 ng/mL). Wie in Abb. 8b–d gezeigt, zeigte der Vergleich mit der D. acutus Gift-induzierten Gruppe, dass 1-, 3- und 12-stündige Exposition gegenüber hohen- (50,09 ± 7,68 ng/mL, P < 0,05 [1 h]; 40,36 ± 8,51 ng/mL, P < 0,01 [3 h]; 39,87 ± 4,64 ng/mL, P < 0,05 [12 h], jeweils) und niedrigdosierten (46,64 ± 3,83 ng/mL, P < 0,01 [1 h]; 37,65 ± 9,61 ng/mL, P < 0,01 [3 h]; 38,75 ± 6,64 ng/mL, P < 0,05 [12 h], jeweils) PCCC-CDs die IL-1β-Spiegel signifikant verringerten. Zusätzlich reduzierte mitteldosierte PCCC-CDs den IL-1β-Spiegel (41,50 ± 11,08 ng/mL, P < 0,01) signifikant im Vergleich zu giftbehandelten Mäusen nach 3 h, nicht jedoch an anderen Zeitpunkten.

Einfluss von Phellodendri Chinensis Cortex Carbonisata-Kohlenstoffpunkten (PCCC-CDs) auf IL-1β-Spiegel im Nierengewebe. a IL-1β-Spiegeländerungen in 1 h, 3 h, 12 h, 1 Tag, 2 Tage und 5 Tage. IL-1β-Spiegel in (b) 1 h, (c) 3 h, (d) 12 h, (e) 1 Tag, (f) 2 Tage und (g) 5 Tage. Mäuse wurden mit physiologischer Kochsalzlösung (NS), D. acutus Gift (Dav, 1 mg/kg) und hohen (H), mittleren (M) und niedrigen (L) Dosen von PCCC-CDs + Dav (1 mg/kg) behandelt. Daten sind als Mittelwert ± SD von sechs Tieren pro Gruppe dargestellt. *p < 0,05 und ** p < 0,01 verglichen mit Kontrollgruppe, behandelt mit physiologischer Kochsalzlösung (NS). ^#p < 0,05 verglichen mit Dav-Gruppe.

Die Spiegel des antiinflammatorischen Zytokins IL-10 stiegen in der D. acutus Gift-behandelten Gruppe an verschiedenen Zeitpunkten dramatisch an (23,27 ± 0,72 ng/mL, P < 0,01; 22,03 ± 0,96 ng/mL, P < 0,05; 21,76 ± 1,99 ng/mL, P < 0,05; 26,31 ± 6,55 ng/mL, P < 0,01; 3 h, 12 h, Tag 1 und Tag 2, jeweils) im Vergleich zur NS-behandelten Gruppe (Abb. 9). Im Gegensatz dazu inhibierte die Behandlung mit hohen- und mitteldosierten PCCC-CDs (17,17 ± 4,04 und 17,25 ± 5,64 ng/mL, jeweils, beide P < 0,05) die giftinduzierte Sekretion von IL-10 nach 3 h, während niedrigdosierte PCCC-CDs die Spiegel nach 3 h, 12 h und Tag 1 inhibierten (17,17 ± 5,24, 17,83 ± 4,11 und 18,31 ± 2,14 ng/mL, jeweils, alle P < 0,05). Kein signifikanter Unterschied wurde zwischen den PCCC-CDs-behandelten und NS-Gruppen beobachtet.

Einfluss von Phellodendri Chinensis Cortex Carbonisata-Kohlenstoffpunkten (PCCC-CDs) auf den IL-10-Spiegel im Nierengewebe. a IL-10-Spiegeländerungen in 1 h, 3 h, 12 h, 1 Tag, 2 Tage und 5 Tage. Der IL-10-Spiegel in (b) 1 h, (c) 3 h, (d) 12 h, (e) 1 Tag, (f) 2 Tage und (g) 5 Tage. Mäuse wurden mit physiologischer Kochsalzlösung (NS), D. acutus Gift (Dav, 1 mg/kg) und hohen (H), mittleren (M) und niedrigen (L) Dosen von PCCC-CDs + Dav (1 mg/kg) behandelt. Daten sind als Mittelwert ± SD von sechs Tieren pro Gruppe dargestellt. *p < 0,05 und ** p < 0,01 verglichen mit Kontrollgruppe, behandelt mit physiologischer Kochsalzlösung (NS). ^#p < 0,05 verglichen mit Dav-Gruppe.

Zusätzlich zeigt Abb. 10, dass die Injektion von D. acutus Gift die MCP-1-Freisetzung in der Modellgruppe signifikant erhöhte (1 h: 197,45 ± 22,34 ng/mL, P < 0,01; 3 h: 182,42 ± 12,94 ng/mL, P < 0,01; 12 h: 169,20 ± 26,74 ng/mL, P < 0,01; 24 h: 142,81 ± 25,85 ng/mL, P < 0,05) im Vergleich zur NS-behandelten Kontrolle (1 h: 115,82 ± 14,80 ng/mL; 3 h: 106,46 ± 13,76 ng/mL; 12 h: 120,35 ± 15,75 ng/mL; und 24 h: 108,81 ± 25,60 ng/mL). Bemerkenswerterweise hemmte die Behandlung envenomierter Mäuse mit den drei PCCC-CD-Dosen den Anstieg der MCP-1-Spiegel. Die mittlere- (3 h: 136,84 ± 39,94 ng/mL, P < 0,01; 12 h: 127,48 ± 13,75 ng/mL, P < 0,01) und niedrigdosierten (1 h: 152,13 ± 18,89 ng/mL, P < 0,05; 3 h: 129,54 ± 30,85 ng/mL, P < 0,01; 12 h: 118,75 ± 19,96 ng/mL, P < 0,01) PCCC-CDs hemmten den Anstieg der MCP-1-Spiegel an 1, 3 und 12 h, außer der mitteldosierten bei 1 h (178,20 ± 22,79 ng/mL). Die Behandlung mit hochdosierten PCCC-CDs verringerte den MCP-1-Spiegel effektiv nur an 3 h (131,42 ± 24,62 ng/mL, P < 0,01).

Einfluss von Phellodendri Chinensis Cortex Carbonisata-Kohlenstoffpunkten (PCCC-CDs) auf MCP-1-Spiegel im Nierengewebe. a MCP-1-Spiegeländerungen in 1 h, 3 h, 12 h, 1 Tag, 2 Tage und 5 Tage. MCP-1-Spiegel in (b) 1 h, (c) 3 h, (d) 12 h, (e) 1 Tag, (f) 2 Tage und (g) 5 Tage. Mäuse wurden mit physiologischer Kochsalzlösung (NS), D. acutus Gift (Dav, 1 mg/kg) und hohen (H), mittleren (M) und niedrigen (L) Dosen von PCCC-CDs + Dav (1 mg/kg) behandelt. Daten sind als Mittelwert ± SD von sechs Tieren pro Gruppe dargestellt. *p < 0,05 und ** p < 0,01 verglichen mit Kontrollgruppe, behandelt mit physiologischer Kochsalzlösung (NS). ^#p < 0,05 verglichen mit Dav-Gruppe.

Im Gegensatz dazu waren die IL-1β-, IL-10- und MCP-1-Spiegel der PCCC-CDs-behandelten Gruppen an bestimmten Zeitpunkten nicht signifikant von denen der Modellgruppe verschieden und zeigten eine abnehmende Tendenz.

Einfluss von PCCC-CDs auf die Hemmung der Thrombozytopenie

PLTs spielen eine spezifische Rolle in der Pathogenese von AKI; daher wurde die PLT-Zahl untersucht und die Ergebnisse sind in Abb. 11 dargestellt [26]. Verglichen mit den PLT-Werten der Kontrollgruppe (1 h: [1228 ± 51] × 10⁹; 3 h: [1120 ± 36] × 10⁹; 12 h: [1245 ± 111] × 10⁹; Tag 1: [1177 ± 69] × 10⁹; Tag 2: [1195 ± 51] × 10⁹; und Tag 5: [1181 ± 46] × 10⁹) trat eine drastische Reduktion bereits 1 h nach D. acutus Giftverabreichung auf, mit einem Nadir bei 3 h. Anschließend stiegen die PLT-Werte stetig bis Tag 5 an (1 h: [354 ± 70] × 10⁹, P < 0,01; 3 h: [315 ± 77] × 10⁹, P < 0,01; 12 h: [435 ± 91] × 10⁹, P < 0,01; Tag 1: [663 ± 226] × 10⁹, P < 0,01; Tag 2: [941 ± 248] × 10⁹, P < 0,05; Tag 5: [1083 ± 89] × 10⁹). Bemerkenswert: Selbst zu diesem Zeitpunkt waren die PLT-Werte signifikant niedriger als die der Kontrollmäuse. Zusätzlich hemmte die Verabreichung von PCCC-CDs in einer Dosis von 8 mg/kg die giftinduzierte Thrombozytopenie an 1 h ([435 ± 91] × 10⁹, P < 0,05), 3 h ([599 ± 290] × 10⁹, P < 0,05), 12 h ([929 ± 92] × 10⁹, P < 0,01), Tag 1 ([1028 ± 248] × 10⁹, P < 0,01) und Tag 2 ([1183 ± 89] × 10⁹, P < 0,01) signifikant. Dieser inhibierende Effekt wurde auch bei einer Dosis von 2 mg/kg PCCC-CDs an 3 h und Tag 2 sowie 4 mg/kg PCCC-CDs an Tag 2 beobachtet, zusätzlich zu erhöhten PLT-Werten. Obwohl kein signifikanter Unterschied zwischen der Modell- und der mitteldosierten Gruppe bestand, wurde eine zunehmende Tendenz an anderen Zeitpunkten beobachtet.

Einfluss von Phellodendri Chinensis Cortex Carbonisata-Kohlenstoffpunkten (PCCC-CDs) auf Thrombozytenzahlen (PLT) im Blut. a PLT-Änderungen in 1 h, 3 h, 12 h, 1 Tag, 2 Tage und 5 Tage. PLT in (b) 1 h, (c) 3 h, (d) 12 h, (e) 1 Tag, (f) 2 Tage und (g) 5 Tage. Mäuse wurden mit physiologischer Kochsalzlösung (NS), D. acutus Gift (Dav, 1 mg/kg) und hohen (H), mittleren (M) und niedrigen (L) Dosen von PCCC-CDs + Dav (1 mg/kg) behandelt. Daten sind als Mittelwert ± SD von sechs Tieren pro Gruppe dargestellt. *p < 0,05 und ** p < 0,01 verglichen mit Kontrollgruppe, behandelt mit physiologischer Kochsalzlösung (NS). ^#p < 0,05 verglichen mit Dav-Gruppe.

Histopathologische Beobachtungen

Die Nierenschädigung in der Giftgruppe wurde histologisch evaluiert. Wie in Abb. 12a gezeigt, im Gegensatz zur NS-behandelten Gruppe, die normale Glomeruli und tubuläre Zellularität zeigte, wurden markante Veränderungen im Nierenparenchym der D. acutus Gift-behandelten Gruppe beobachtet. Diese Veränderungen umfassen markante Blutungen, renale Tubulusdilatation und Degeneration. Die Ko-Behandlung mit PCCC-CDs verhinderte D. acutus Gift-induzierte Nierenschäden, und die histopathologische Untersuchung der Architektur der Nierengewebe war fast normal mit milder Hämostase, renaler Tubulusdilatation und Degeneration.

Einfluss von Phellodendri Chinensis Cortex Carbonisata-Kohlenstoffpunkten (PCCC-CDs) auf histopathologische Veränderungen in Nierengeweben bei D. acutus Gift (Dav)-induzierter AKI-Mäusen. Nach D. acutus Gift-Challenge wurden Nierengewebe aus jeder Experimentiergruppe für histologische Evaluation vorbereitet. Histologische Veränderungen der Niere, erhalten von Mäusen verschiedener Gruppen physiologische Kochsalzlösung (NS), D. acutus Gift (Dav, 1 mg/kg) und hohe (H), mittlere (M) und niedrige (L) Dosen von PCCC-CDs + Dav (1 mg/kg) in (a) 1 h, (b) 3 h, (c) 12 h, (d) 1 Tag, (e) 2 Tage und (f) 5 Tage.

Diskussion

Als aufstrebendes Nanomaterial beginnen CDs, eine wichtige Nische als innovative Materialien für nanomedizinische Anwendungen der nächsten Generation einzunehmen. Im Vergleich zu traditionellen Schwermetall-basierten Quantenpunkten sind CDs gute Kandidaten für biomedizinische Anwendungen aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften, die beträchtliche potenzielle Vorteile in der Entwicklung neuartiger Medikamente mit relativ niedriger Toxizität haben [27, 28].

Die hergestellten PCCC-CD-Partikel waren quasi-kugelförmig und gut in Wasser dispergiert, mit reichlich Funktionsgruppen auf der Oberfläche. Diese Beobachtung ist konsistent mit früher berichteten Ergebnissen [23]. Zudem zeigten die hergestellten CDs eine niedrige Toxizität gegen L02 und 237 T Zellen, was ihre Eignung für biomedizinische Anwendungen anzeigte.

Die aktuelle Studie ist, soweit uns bekannt, die erste, die die bemerkenswerten Bioaktivitäten von PCCC-CDs auf AKI, induziert durch D. acutus Schlangenbiss, demonstriert. D. acutus wird in der chinesischen Volksmedizin häufig als "Fünf-Schritt-Schlange" oder "Hundert-Schritt-Schlange" bezeichnet, aufgrund der volkstümlichen Beschreibung, dass Menschen oder Tiere, die von D. acutus gebissen wurden, nicht mehr als 100 Schritte gehen konnten. Mehr als 90% der Population von D. acutus findet sich in China, und die Häufigkeit kritischer Zustände und sogar Todesfälle im Zusammenhang mit dem Biss dieser Schlange ist höher als bei vielen anderen giftigen Schlangen [29]. AKI ist der schwerwiegendste systemische Effekt und die häufigste Komplikation, die zu sekundärer renaler Ischämie und Versagen führt. Ein erweitertes Wissen über relevante Informationen zur AKI, induziert durch D. acutus Envenomation, würde zur Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze beitragen. Im Gegensatz zum beträchtlichen Wissen über die Nephrotoxizität von Schlangengift im Allgemeinen [30, 31] sind Informationen über die AKI, induziert durch D. acutus Gift, selten, was uns dazu veranlasste, dieses potenzielle Medikament zu untersuchen, das sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet.

In dieser Studie etablierten wir ein AKI-Modell durch intraperitoneale Injektion von D. acutus Gift in Mäuse, um die komplexe und multifaktorielle Pathogenese der giftinduzierten AKI zu bewerten. Darüber hinaus bot das Modell ein Werkzeug zur Untersuchung der protektiven Effekte von PCCC-CDs gegen AKI, induziert durch D. acutus Gift.

Aktuelle Experimente haben die Entwicklung einer substantiellen AKI mit deutlichen Veränderungen in entzündlichen Zytokinen und serum- und urinbiochemischen Indizes sowie histopathologischen Beweisen für Nierenschädigung nach intraperitonealer Injektion von Schlangengift gezeigt [31]. Diese Ergebnisse wiesen auf die möglichen Faktoren hin, die hauptsächlich zur Gifttoxizität beitragen [32]: (1) direkte Giftzytotoxizität gegen die Niere und (2) renale Entzündungsreaktionen.

Speziell wurde die renale Insuffizienz etwa 24 h nach Giftinjektion basierend auf Oligurie assoziiert mit Proteinurie und erhöhten Serum-Biomarkern (SCR und BUN) bestätigt. Wir bestätigten die renale Beteiligung in der D. acutus Gift-behandelten Gruppe weiterhin durch biochemische Analyse, die signifikant erhöhte UTP- und MALB-Spiegel im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte. Diese Ergebnisse wiesen auf das Vorhandensein von Glomerulus-Fehlfunktion und tubulärer Reabsorption in der giftbehandelten Gruppe hin [33], was durch Beweise histopathologischer Veränderungen gestützt wurde. Im Gegensatz dazu wurde in der envenomierten mitteldosierten PCCC-CD-behandelten Gruppe eine signifikante Reduktion der UTP- und MALB-Spiegel beobachtet. Zudem sind Serum-Biochemie-Indikatoren (SCR und BUN) weitere wichtige Parameter zur Bestimmung der Erhöhung der Nierenfunktionsstörung bei AKI und bleiben klinische Indikatoren in deren Diagnose [34]. Die Injektion von Schlangengift von Tag 1 bis 5 erhöhte die SCR- und BUN-Spiegel dramatisch, während die Behandlung mit PCCC-CDs diese Effekte umkehrte, was zu einer schnelleren Erholung als in der Kontrollgruppe führte. Noch wichtiger wiesen die deutlichen Veränderungen im Nierengewebe, markante Blutungen, renale Tubulusdilatation und Degeneration, weiterhin auf die direkte Beeinträchtigung der Niere durch das Gift hin. Die abschwächenden Effekte von PCCC-CDs auf die histopathologischen Veränderungen wurden in dieser Studie demonstriert. Diese Ergebnisse legten nahe, dass PCCC-CDs die AKI-induzierte abnormale Manifestation von urinären und serum-biochemischen Markern, assoziiert mit Nierenfunktionsstörung, sowie renale histologische Schäden inhibierten. Darüber hinaus könnten diese Effekte auf die Linderung der direkten Nephrotoxizität des D. acutus Gifts durch PCCC-CDs zurückzuführen sein [35]. Die protektiven Effekte von PCCC-CDs wurden durch die Inhibition der D. acutus Gift-induzierten direkten Nierenschädigung belegt.

Eine intensive Entzündungsreaktion ist ein häufiges Merkmal, induziert durch Envenomation durch giftige Tiere wie Schlangen und Raupen [35–37]. Anzeichen systemischer Entzündung mit mononukleärer Zellinfiltration, neutrophiler Leukozytose, tubulärer Epithelzelldegeneration und Nekrose wurden auch bei nierenbedingter Beeinträchtigung durch Injektion von Schlangengift gezeigt. MCP-1 ist ein kleines Protein, das eine entscheidende Rolle bei der Rekrutierung und Aktivierung von Leukozyten während Entzündungsreaktionen spielt [38]. Zusätzlich können mononukleäre Phagozyten und Lymphozyten durch verschiedene Mechanismen wie Sekretion proinflammatorischer Mediatoren zur akuten Nierenzellverletzung beitragen, die dann residente Nierenzellen zur Expression von Chemokinen induzieren können [39]. Die Beteiligung von MCP-1, entzündlichen Zytokinen (IL-1β) und antiinflammatorischem Zytokin (IL-10) an der Entzündungsreaktion in der Pathogenese von AKI bei Mäusen, die nur mit D. acutus Gift injiziert wurden, wurde in der vorliegenden Studie demonstriert. Diese Beobachtung deutete darauf hin, dass der zugrundeliegende Mechanismus der D. acutus Gift-induzierten AKI mit der renalen Entzündungsreaktion assoziiert sein könnte. Der Beweis, dass die Exposition gegenüber PCCC-CDs die Spiegel von IL-1β, IL-10 und MCP-1 signifikant reduzierte, legt nahe, dass CDs Renoprotektion durch Inhibition renaler Entzündungsreaktionen aufweisen können.

Darüber hinaus spielen PLTs eine entscheidende Rolle in akuten hämostatischen und entzündlichen Prozessen und sind mit verschiedenen entzündlichen Pathologien assoziiert [40, 41]. Sie sind hochsensibel und reagieren schnell auf biologische Veränderungen, wenn ein Organismus verletzt oder blutet, als erste Zellen, die an der Stelle akuter Verletzung eintreffen, um mit Endothelzellen und Leukozyten zu interagieren [42]. PLTs sind an der Pathogenese von AKI beteiligt [43] und gelten als prognostischer Marker, der signifikant mit einem schlechteren Outcome von AKI assoziiert ist [44]. Diese Studie lieferte Beweise, dass D. acutus Gift die PLT-Zahl auffällig verringerte, was mit Ergebnissen von Studien konsistent war, die berichteten, dass Thrombozytopenie durch Schlangengift induziert werden kann [34, 45]. Wir beobachteten, dass die Exposition gegenüber PCCC-CDs die PLT-Zahlen signifikant erhöhte, was mit den Ergebnissen einer früheren Studie [23] konsistent war.

Die Anomalien der AKI, induziert durch D. acutus Gift, wurden, soweit uns bekannt, in der aktuellen Studie erstmals demonstriert und umfassten hauptsächlich renale Dysfunktion assoziiert mit Proteinurie, Oligurie, erhöhten BUN- und SCR-Spiegeln, pathologischen Nierenschäden, Entzündungsreaktionen und Thrombozytopenie.

Bemerkenswert zeigten PCCC-CDs protektive Aktivität gegen D. acutus Gift-induzierte AKI durch Inhibition der assoziierten Beeinträchtigungen, wie in dieser Studie erstmals belegt. Diese Studie war eine vorläufige Bewertung der vorteilhaften Effekte von PCCC-CDs auf AKI, induziert durch D. acutus Gift, und weitere Untersuchungen des zugrundeliegenden Mechanismus würden der Schwerpunkt zukünftiger Studien sein.

Fazit

Die beeindruckenden protektiven Effekte von PCCC-CDs auf D. acutus Gift-induzierte AKI wurden in dieser Studie erstmals, soweit uns bekannt, demonstriert. Die AKI-bezogenen Effekte manifestierten sich hauptsächlich als renale Dysfunktion, pathologische Nierenschäden, Entzündungsreaktionen und Thrombozytopenie. Diese Ergebnisse deuteten darauf hin, dass PCCC-CDs potenzielle Anwendungsaussichten als Komplementärmedikament für die Behandlung von Anomalien haben, induziert durch D. acutus Gift-induzierte AKI. Darüber hinaus bietet dies eine neuartige Strategie für die Untersuchung aktiver Inhaltsstoffe traditioneller chinesischer Medizinformulierungen und erweitert die biomedizinischen Anwendungen von CDs weiter.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel enthalten.

Abkürzungen

AKI:

Akute Nierenschädigung

BUN:

Blutharnstoffstickstoff

CDs:

Kohlenstoffpunkte

D. acutus:

Deinagkistrodon acutus

HE:

Hämatoxylin und Eosin

IL:

Interleukin

MALB:

Mikroalbuminurie

MCP-1:

Monozyten-Chemotaktisches Protein 1

PCC:

Phellodendri Chinensis Cortex

PCCC-CDs:

Phellodendri Chinensis Cortex Carbonisata-Kohlenstoffpunkte

PLT:

Thrombozytenzahlen

SCR:

Serum-Kreatinin

UTP:

Harn-Gesamtprotein