引用本文： 李之令, 張東, 劉江偉, 王皓. 大黃素對大鼠重癥急性胰腺炎相關性腎損傷缺氧誘導因子-1α的影響. 華西醫學, 2015, 30(4): 640-644. doi: 10.7507/1002-0179.20150186 復制
缺氧誘導因子-1α（HIF-1α）在機體感受缺氧和傳導組織缺氧中起著重要的作用，在低氧狀態下由于氧依賴的蛋白降解受到抑制，其表達水平迅速提高。它的表達有助于提高機體對缺氧的耐受能力和生存能力。以前文獻對此因子在腎缺血-再灌注損傷（IRI）、腫瘤中的表達研究較多[1-3]，但在重癥急性胰腺炎（SAP）相關性腎損傷中的表達情況報道還較少。大黃素是中藥大黃的主要有效成分，除傳統的瀉下作用外，還具有抗菌[4]、免疫抑制[5]、抗腎纖維化[6]等作用。在我國大黃很早就被應用在臨床治療中，但其很多藥理機制還不明確，為此我們利用大黃素對SAP相關性腎損傷動物模型進行干預，觀察大黃素對SAP相關性腎損傷時HIF-1α蛋白表達的影響，進一步探討祖國傳統中藥大黃在治療SAP相關性腎臟損傷時可能的藥理作用機制，為大黃臨床應用的標準化管理打下基礎。
1 材料與方法
1.1 主要材料
實驗動物：8～10周齡Sprague Dawley（SD）大鼠，無特定病原體級，72只，雌雄不限，平均體質量（320±25）g，購自新疆疾病預防控制中心實驗動物科，室溫（21±1）℃飼養，自由進食、水。
主要試劑：3%戊巴比妥鈉（武漢人福科技）、大黃素（上海生工生物）、生理鹽水（四川科倫醫藥）、封閉用山羊血清（福建邁新生物技術開發有限公司）、鼠抗HIF-1α多克隆抗體（美國Santa Cruz公司），磷酸鹽緩沖液（PBS）、檸檬酸鹽緩沖液、通用型免疫球蛋白（Ig）G抗體及二氨基聯苯胺（DAB）顯色液（北京中山金橋生物技術有限公司）。
主要儀器：全自動生物化學分析儀（深圳邁瑞公司），光學顯微鏡（日本奧林巴斯公司），計算機圖像分析儀及圖像分析系統（德國徠卡公司）。
1.2 實驗分組
將72只SD大鼠按窩別及體質量按隨機數表法隨機分為分為假手術組、SAP相關性腎損傷組（損傷組）及大黃素治療組（治療組），每組24只，每組又分為12、24、36 h 3個時間點，每個時間點8只。
1.3 術前準備
SD大鼠術前12 h禁食，自由飲水。術前3 h，假手術組和損傷組分別予以1.5 mL生理鹽水灌胃，治療組取50 mg/kg大黃素以生理鹽水稀釋成1.5 mL稀釋液后灌胃。3%戊巴比妥（30 mg/kg）腹腔注射麻醉成功后固定、備皮、聚維酮碘消毒手術區后常規鋪治療巾。
1.4 實驗造模
損傷組和治療組采用胰頭夾閉法建立SAP相關性腎損傷大鼠模型[7]。假手術組SD大鼠開腹后僅翻動胰腺3次，將胰腺放回其解剖位置后無菌生理鹽水紗布覆蓋3 h后關腹。
1.5 術后處理
術后將SD大鼠放回飼養箱，4 h后可進食、水。每隔12 h，假手術組和損傷組予以1.5 mL生理鹽水灌胃，治療組予以50 mg/kg大黃素生理鹽水稀釋液1.5 mL灌胃。
1.6 標本采集
3組分別于術后12、24、36 h各麻醉8只大鼠，常規消毒、鋪巾、拆線，進入腹腔觀察腹腔內各臟器的大體情況及腹水情況。并用注射器抽取加紗布條蘸盡腹水后根據大鼠干、濕質量差值計算腹水量。尋找并充分暴露下腔靜脈，用2支促凝管各抽取3 mL靜脈血液。一支立即行血淀粉酶、肌酐、尿素氮檢測；另一支的血液經3 000 r/min（離心半徑13.5 cm）離心10 min，小心吸取上層血清保存于-70℃備測。取左腎臟一大小約1 cm×1 cm×1 cm的組織用PBS配制的10%甲醛液固定后石蠟包埋，切片后蘇木精-伊紅（HE）染色行組織形態學觀察。再取部分病理切片經防脫片固定后行免疫組織化學檢查，HIF-1α抗體用PBS行1︰200的稀釋。
1.7 免疫組織化學步驟及方法
取已烤片固定好的切片放入60℃的恒溫烤箱中烘烤45 min，取出后經二甲苯及不同濃度的乙醇液脫蠟、水化組織切片，嚴格按實驗步驟行抗原修復后滴加羊血清常溫下封閉內源性過氧化酶20 min，滴加HIF-1α抗體覆蓋切片組織后于4℃恒溫箱過夜，經PBS洗3次（5 min/次）后滴加二抗（兔抗鼠）于37℃恒溫箱中孵育30 min，再經PBS洗3次（5 min/次）后滴加DAB顯色液顯色，顯微鏡下觀察，當切片組織剛出現陽性表達時終止顯色。再將組織切片復染、分化、脫水、透明后封片。以美國Santa公司提供的陽性切片為陽性參考，未加一抗的切片為陰性對照。待封片膠凝固干燥后取每張切片觀察5個視野，光學顯微鏡下見HIF-1α蛋白在腎臟的表達主要沿腎小管分布，呈棕黃色。結果判斷：計算機圖像分析系統分析觀察視野內陽性表達處組織的灰度值，圖像分為0～255灰度級，陽性蛋白表達量越少，灰度值越高。取5個視野的平均灰度值作為樣本HIF-1α表達水平。
1.8 統計學方法
應用SPSS 17.0 軟件包進行統計學處理，計量資料以均數±標準差表示。多組間比較選用單因素方差分析，兩組比較采用LSD-t檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 各組大鼠腹腔大體情況
假手術組大鼠腹腔基本正常，基本無腹水滲出。損傷組大鼠腸管壁充血腫脹明顯，腸管顏色變暗，腸蠕動減弱，腸腔內聚集大量液體和糞便，各時點均可見血性腹水且逐漸增多。治療組大鼠上述情況比損傷組明顯減輕，血性腹水也較后者少，差異有統計學意義（P＜0.05）。見圖 1。
圖1
各組大鼠腹水量比較結果（n=8）
*與同時間假手術組比較，
2.2 各組大鼠血清淀粉酶檢查結果
假手術組各時間點血清淀粉酶水平無明顯變化，損傷組和治療組各時間點的血清淀粉酶水平均明顯高于假手術組（P＜0.05），并且在24 h時出現高峰，隨后又逐漸下降。但治療組各時間點血清淀粉酶水平又明顯低于損傷組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表 1。
表1
各組大鼠血清淀粉酶水平比較結果（n=8，2.3 各組大鼠血清肌酐及尿素氮檢測結果
假手術組各時間點的肌酐、尿素氮水平無明顯變化，損傷組和治療組各時間點的肌酐、尿素氮水平均明顯高于假手術組（P＜0.05），且呈逐漸升高趨勢。但治療組兩者水平又明低于損傷組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表 2、3。
表2
各組大鼠血清肌酐水平比較結果（n=8，
表3
各組大鼠血清尿素氮水平比較結果（n=8，2.4 各組大鼠腎臟大體情況及病理學分析結果
假手術組大鼠在各時間點見腎組織大體無明顯變化，病理切片見腎臟結構完整，無充血、水腫、出血、壞死等情況。損傷組大鼠在12 h時見腎臟體積略增大，外觀呈暗紫色； 病理切片見腎小管上皮細胞水腫、管腔變窄、腎小球中度淤血，并隨時間的延長呈逐漸加重趨勢。治療組12 h時腎臟體積增大不明顯，外觀顏色無明顯異常，病理切片見腎小管上皮細胞輕度水腫，管腔變窄不明顯，腎小球輕度淤血，各時間點的病理改變均較損傷組輕。
2.5 各組大鼠腎臟HIF-1α蛋白表達檢測結果
HIF-1α蛋白在腎臟中主要沿腎小管分布，呈棕黃色，腎小球基本無表達。假手術組大鼠的腎臟組織中HIF-1α蛋白表達不明顯。損傷組及治療組各時間點腎臟組織中HIF-1α蛋白的表達均明顯高于假手術組（P＜0.05），且隨著術后時間的延長，HIF-1α蛋白表達逐漸升高。各時間點治療組HIF-1α蛋白的表達又明顯高于損傷組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表 4、圖 2。
圖2
各組大鼠術后24 h腎臟組織HIF-1α蛋白免疫組織化學染色結果（HE×400）
a.假手術組基本未見HIF-1
表4
各組大鼠腎臟HIF-1α蛋白表達比較結果（n=8，3 討論
HIF-1是最早發現能與促紅細胞生成素基因增強子DNA特異性結合的一種蛋白質，是由α、β兩個亞基構成的異二聚體。HIF-1α亞基是HIF-1的活性亞基，主要參與機體的急性低氧反應[8]，受機體缺氧信號的調控。HIF-1α的兩個末端是感受缺氧信號的活性調控區域： 反式激活結構域（TAD）-C、TAD-N。HIF-1α氨基端含有堿基的螺旋-環-螺旋（bHLH）構型和Per-ARNT-Sim（PAS）結構，是參與缺氧誘導蛋白穩定、核定位和轉錄激活的調節域，其中TAD-C發揮精細調整作用，而TAD-N為激活轉錄所必需。可見，HIF-1α亞基受缺氧調控并調節HIF-1的活性。故HIF-1α是一種重要的調節組織缺氧反應的轉錄因子，它的表達有助于提高機體對缺氧的耐受及生存能力[9]，其機制可能與腫瘤抑制蛋白（pHVL）有關。pHVL蛋白既是E3泛素連接酶的一個組成成分，也是HIF-1α降解的一個靶點，在常氧的條件下HIF-1α結合pHVL蛋白，使HIF-1α在常氧時在細胞中呈低表達[10]。缺氧條件能抑制HIF-1α和pHVL的結合，使HIF-1α呈高表達[11]。故本研究中HIF-1α蛋白在假手術組中表達不明顯，而在損傷組中由于多種因素致機體出現缺氧，HIF-1α蛋白表達相應升高。但在治療組各時間點HIF-1α蛋白的表達又明顯高于損傷組，表明大黃素可能通過調節pHVL蛋白與HIF-1α的結合來提高HIF-1α蛋白在腎臟組織中的表達，抑制HIF-1α蛋白的降解，以此提高腎臟對缺氧的耐受能力，保護腎臟細胞以適應缺氧條件的改變[12-13]。
有文獻認為HIF-1α蛋白通過調控腎臟損傷分子-1（KIM-1）來參與近端腎小管上皮細胞的損傷與修復，以此提高腎臟對低氧環境的耐受能力[14]。在腎組織缺氧的條件下，HIF-1α還可通過調節其下游靶基因血管內皮細胞生長因子、miR-210的轉錄，誘導腎臟損傷處新生血管的生成，改善局部血液供應，減輕組織缺氧[15-17]，有效地抵抗腎臟的缺氧狀態，阻止腎皮質和腎髓質的細胞進一步發生氧化反應，保證細胞結構和功能的完整，阻止細胞核的溶解，維持腎臟的正常功能。本研究治療組的HIF-1α蛋白表達明顯升高，而肌酐和尿素氮水平的升高不如損傷組明顯，這進一步證明大黃素可以通過促進HIF-1α蛋白的表達來保護腎臟功能。
HIF-1α還通過參與重建細胞代謝途徑來實現對腎臟的保護作用。氧作為線粒體呼吸電子傳遞鏈的受體，組織細胞能在低氧條件下適應的關鍵是將有氧代謝途徑轉變到非氧化的碳代謝和腺苷三磷酸（ATP）產生途徑，如糖酵解[18]。HIF通過啟動葡萄糖轉運體和乳酸脫氫酶A（LDHA）來介導這條通路的轉換。HIF-1α的另外一個靶基因丙酮酸脫氫酶激酶1（PDK1）編碼的PDK蛋白可以抑制乙酰輔酶A的合成，阻斷三羧酸循環，降低氧消耗[19]。如果HIF-1α蛋白表達量減少，組織細胞在低氧條件下的ATP產量就會降低，因而產生更多的氧自由基，促使其細胞更易凋亡。HIF-1α的激活還可能通過影響磷酸戊糖途徑來實現將糖酵解的中間產物轉化成合成核苷酸的重要原料5-磷酸核糖[20]。因此HIF-1α可以通過影響腎臟細胞代謝途徑的轉變來提高腎臟細胞在低氧環境下的存活率，避免細胞凋亡，對腎臟起到很好的保護作用。
SAP常常還合并多器官功能障礙，肺臟是最易受累的器官之一[21]。HIF-1α也可通過調節肺細胞對缺氧的耐受能力，減輕氧自由基對肺組織的損傷，改善肺泡的通氣及氧交換能力，提高機體血液中的血氧飽和度。機體缺氧程度減輕，氧自由基生產減少，也可以減輕腎臟功能的損害。
中藥大黃的主要化學成分有蒽醌類、大黃多糖、大黃鞣質等，其主要有效成分大黃素具有抑酶、抗菌、導瀉、解除膽管口括約肌痙攣等作用。現代研究表明，大黃可以抑制巨噬細胞的過度激活，減少炎癥因子的釋放[22]； 通過瀉下作用，促進腸蠕動，減少細菌在腸道中的停留時間，減少內毒素的產生及吸收[23]，減輕內毒素血癥，抑制內毒素對促炎癥因子的激活及釋放； 能清除自由基，對維護細胞穩定起到很好的作用。
綜上，本研究表明大黃素對SAP相關性腎損傷的治療作用，可能主要通過提高腎臟組織內HIF-1α蛋白的表達來實現。HIF-1α通過調控pHVL蛋白、KIM-1、重建腎臟細胞代謝途徑來提高腎臟細胞耐缺氧的能力，從而抑制氧自由基及內毒素對腎臟細胞的損傷作用，避免腎臟細胞的凋亡及壞死。
缺氧誘導因子-1α（HIF-1α）在機體感受缺氧和傳導組織缺氧中起著重要的作用，在低氧狀態下由于氧依賴的蛋白降解受到抑制，其表達水平迅速提高。它的表達有助于提高機體對缺氧的耐受能力和生存能力。以前文獻對此因子在腎缺血-再灌注損傷（IRI）、腫瘤中的表達研究較多[1-3]，但在重癥急性胰腺炎（SAP）相關性腎損傷中的表達情況報道還較少。大黃素是中藥大黃的主要有效成分，除傳統的瀉下作用外，還具有抗菌[4]、免疫抑制[5]、抗腎纖維化[6]等作用。在我國大黃很早就被應用在臨床治療中，但其很多藥理機制還不明確，為此我們利用大黃素對SAP相關性腎損傷動物模型進行干預，觀察大黃素對SAP相關性腎損傷時HIF-1α蛋白表達的影響，進一步探討祖國傳統中藥大黃在治療SAP相關性腎臟損傷時可能的藥理作用機制，為大黃臨床應用的標準化管理打下基礎。
1 材料與方法
1.1 主要材料
實驗動物：8～10周齡Sprague Dawley（SD）大鼠，無特定病原體級，72只，雌雄不限，平均體質量（320±25）g，購自新疆疾病預防控制中心實驗動物科，室溫（21±1）℃飼養，自由進食、水。
主要試劑：3%戊巴比妥鈉（武漢人福科技）、大黃素（上海生工生物）、生理鹽水（四川科倫醫藥）、封閉用山羊血清（福建邁新生物技術開發有限公司）、鼠抗HIF-1α多克隆抗體（美國Santa Cruz公司），磷酸鹽緩沖液（PBS）、檸檬酸鹽緩沖液、通用型免疫球蛋白（Ig）G抗體及二氨基聯苯胺（DAB）顯色液（北京中山金橋生物技術有限公司）。
主要儀器：全自動生物化學分析儀（深圳邁瑞公司），光學顯微鏡（日本奧林巴斯公司），計算機圖像分析儀及圖像分析系統（德國徠卡公司）。
1.2 實驗分組
將72只SD大鼠按窩別及體質量按隨機數表法隨機分為分為假手術組、SAP相關性腎損傷組（損傷組）及大黃素治療組（治療組），每組24只，每組又分為12、24、36 h 3個時間點，每個時間點8只。
1.3 術前準備
SD大鼠術前12 h禁食，自由飲水。術前3 h，假手術組和損傷組分別予以1.5 mL生理鹽水灌胃，治療組取50 mg/kg大黃素以生理鹽水稀釋成1.5 mL稀釋液后灌胃。3%戊巴比妥（30 mg/kg）腹腔注射麻醉成功后固定、備皮、聚維酮碘消毒手術區后常規鋪治療巾。
1.4 實驗造模
損傷組和治療組采用胰頭夾閉法建立SAP相關性腎損傷大鼠模型[7]。假手術組SD大鼠開腹后僅翻動胰腺3次，將胰腺放回其解剖位置后無菌生理鹽水紗布覆蓋3 h后關腹。
1.5 術后處理
術后將SD大鼠放回飼養箱，4 h后可進食、水。每隔12 h，假手術組和損傷組予以1.5 mL生理鹽水灌胃，治療組予以50 mg/kg大黃素生理鹽水稀釋液1.5 mL灌胃。
1.6 標本采集
3組分別于術后12、24、36 h各麻醉8只大鼠，常規消毒、鋪巾、拆線，進入腹腔觀察腹腔內各臟器的大體情況及腹水情況。并用注射器抽取加紗布條蘸盡腹水后根據大鼠干、濕質量差值計算腹水量。尋找并充分暴露下腔靜脈，用2支促凝管各抽取3 mL靜脈血液。一支立即行血淀粉酶、肌酐、尿素氮檢測；另一支的血液經3 000 r/min（離心半徑13.5 cm）離心10 min，小心吸取上層血清保存于-70℃備測。取左腎臟一大小約1 cm×1 cm×1 cm的組織用PBS配制的10%甲醛液固定后石蠟包埋，切片后蘇木精-伊紅（HE）染色行組織形態學觀察。再取部分病理切片經防脫片固定后行免疫組織化學檢查，HIF-1α抗體用PBS行1︰200的稀釋。
1.7 免疫組織化學步驟及方法
取已烤片固定好的切片放入60℃的恒溫烤箱中烘烤45 min，取出后經二甲苯及不同濃度的乙醇液脫蠟、水化組織切片，嚴格按實驗步驟行抗原修復后滴加羊血清常溫下封閉內源性過氧化酶20 min，滴加HIF-1α抗體覆蓋切片組織后于4℃恒溫箱過夜，經PBS洗3次（5 min/次）后滴加二抗（兔抗鼠）于37℃恒溫箱中孵育30 min，再經PBS洗3次（5 min/次）后滴加DAB顯色液顯色，顯微鏡下觀察，當切片組織剛出現陽性表達時終止顯色。再將組織切片復染、分化、脫水、透明后封片。以美國Santa公司提供的陽性切片為陽性參考，未加一抗的切片為陰性對照。待封片膠凝固干燥后取每張切片觀察5個視野，光學顯微鏡下見HIF-1α蛋白在腎臟的表達主要沿腎小管分布，呈棕黃色。結果判斷：計算機圖像分析系統分析觀察視野內陽性表達處組織的灰度值，圖像分為0～255灰度級，陽性蛋白表達量越少，灰度值越高。取5個視野的平均灰度值作為樣本HIF-1α表達水平。
1.8 統計學方法
應用SPSS 17.0 軟件包進行統計學處理，計量資料以均數±標準差表示。多組間比較選用單因素方差分析，兩組比較采用LSD-t檢驗。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 各組大鼠腹腔大體情況
假手術組大鼠腹腔基本正常，基本無腹水滲出。損傷組大鼠腸管壁充血腫脹明顯，腸管顏色變暗，腸蠕動減弱，腸腔內聚集大量液體和糞便，各時點均可見血性腹水且逐漸增多。治療組大鼠上述情況比損傷組明顯減輕，血性腹水也較后者少，差異有統計學意義（P＜0.05）。見圖 1。
圖1
各組大鼠腹水量比較結果（n=8）
*與同時間假手術組比較，
2.2 各組大鼠血清淀粉酶檢查結果
假手術組各時間點血清淀粉酶水平無明顯變化，損傷組和治療組各時間點的血清淀粉酶水平均明顯高于假手術組（P＜0.05），并且在24 h時出現高峰，隨后又逐漸下降。但治療組各時間點血清淀粉酶水平又明顯低于損傷組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表 1。
表1
各組大鼠血清淀粉酶水平比較結果（n=8，2.3 各組大鼠血清肌酐及尿素氮檢測結果
假手術組各時間點的肌酐、尿素氮水平無明顯變化，損傷組和治療組各時間點的肌酐、尿素氮水平均明顯高于假手術組（P＜0.05），且呈逐漸升高趨勢。但治療組兩者水平又明低于損傷組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表 2、3。
表2
各組大鼠血清肌酐水平比較結果（n=8，
表3
各組大鼠血清尿素氮水平比較結果（n=8，2.4 各組大鼠腎臟大體情況及病理學分析結果
假手術組大鼠在各時間點見腎組織大體無明顯變化，病理切片見腎臟結構完整，無充血、水腫、出血、壞死等情況。損傷組大鼠在12 h時見腎臟體積略增大，外觀呈暗紫色； 病理切片見腎小管上皮細胞水腫、管腔變窄、腎小球中度淤血，并隨時間的延長呈逐漸加重趨勢。治療組12 h時腎臟體積增大不明顯，外觀顏色無明顯異常，病理切片見腎小管上皮細胞輕度水腫，管腔變窄不明顯，腎小球輕度淤血，各時間點的病理改變均較損傷組輕。
2.5 各組大鼠腎臟HIF-1α蛋白表達檢測結果
HIF-1α蛋白在腎臟中主要沿腎小管分布，呈棕黃色，腎小球基本無表達。假手術組大鼠的腎臟組織中HIF-1α蛋白表達不明顯。損傷組及治療組各時間點腎臟組織中HIF-1α蛋白的表達均明顯高于假手術組（P＜0.05），且隨著術后時間的延長，HIF-1α蛋白表達逐漸升高。各時間點治療組HIF-1α蛋白的表達又明顯高于損傷組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表 4、圖 2。
圖2
各組大鼠術后24 h腎臟組織HIF-1α蛋白免疫組織化學染色結果（HE×400）
a.假手術組基本未見HIF-1
表4
各組大鼠腎臟HIF-1α蛋白表達比較結果（n=8，3 討論
HIF-1是最早發現能與促紅細胞生成素基因增強子DNA特異性結合的一種蛋白質，是由α、β兩個亞基構成的異二聚體。HIF-1α亞基是HIF-1的活性亞基，主要參與機體的急性低氧反應[8]，受機體缺氧信號的調控。HIF-1α的兩個末端是感受缺氧信號的活性調控區域： 反式激活結構域（TAD）-C、TAD-N。HIF-1α氨基端含有堿基的螺旋-環-螺旋（bHLH）構型和Per-ARNT-Sim（PAS）結構，是參與缺氧誘導蛋白穩定、核定位和轉錄激活的調節域，其中TAD-C發揮精細調整作用，而TAD-N為激活轉錄所必需。可見，HIF-1α亞基受缺氧調控并調節HIF-1的活性。故HIF-1α是一種重要的調節組織缺氧反應的轉錄因子，它的表達有助于提高機體對缺氧的耐受及生存能力[9]，其機制可能與腫瘤抑制蛋白（pHVL）有關。pHVL蛋白既是E3泛素連接酶的一個組成成分，也是HIF-1α降解的一個靶點，在常氧的條件下HIF-1α結合pHVL蛋白，使HIF-1α在常氧時在細胞中呈低表達[10]。缺氧條件能抑制HIF-1α和pHVL的結合，使HIF-1α呈高表達[11]。故本研究中HIF-1α蛋白在假手術組中表達不明顯，而在損傷組中由于多種因素致機體出現缺氧，HIF-1α蛋白表達相應升高。但在治療組各時間點HIF-1α蛋白的表達又明顯高于損傷組，表明大黃素可能通過調節pHVL蛋白與HIF-1α的結合來提高HIF-1α蛋白在腎臟組織中的表達，抑制HIF-1α蛋白的降解，以此提高腎臟對缺氧的耐受能力，保護腎臟細胞以適應缺氧條件的改變[12-13]。
有文獻認為HIF-1α蛋白通過調控腎臟損傷分子-1（KIM-1）來參與近端腎小管上皮細胞的損傷與修復，以此提高腎臟對低氧環境的耐受能力[14]。在腎組織缺氧的條件下，HIF-1α還可通過調節其下游靶基因血管內皮細胞生長因子、miR-210的轉錄，誘導腎臟損傷處新生血管的生成，改善局部血液供應，減輕組織缺氧[15-17]，有效地抵抗腎臟的缺氧狀態，阻止腎皮質和腎髓質的細胞進一步發生氧化反應，保證細胞結構和功能的完整，阻止細胞核的溶解，維持腎臟的正常功能。本研究治療組的HIF-1α蛋白表達明顯升高，而肌酐和尿素氮水平的升高不如損傷組明顯，這進一步證明大黃素可以通過促進HIF-1α蛋白的表達來保護腎臟功能。
HIF-1α還通過參與重建細胞代謝途徑來實現對腎臟的保護作用。氧作為線粒體呼吸電子傳遞鏈的受體，組織細胞能在低氧條件下適應的關鍵是將有氧代謝途徑轉變到非氧化的碳代謝和腺苷三磷酸（ATP）產生途徑，如糖酵解[18]。HIF通過啟動葡萄糖轉運體和乳酸脫氫酶A（LDHA）來介導這條通路的轉換。HIF-1α的另外一個靶基因丙酮酸脫氫酶激酶1（PDK1）編碼的PDK蛋白可以抑制乙酰輔酶A的合成，阻斷三羧酸循環，降低氧消耗[19]。如果HIF-1α蛋白表達量減少，組織細胞在低氧條件下的ATP產量就會降低，因而產生更多的氧自由基，促使其細胞更易凋亡。HIF-1α的激活還可能通過影響磷酸戊糖途徑來實現將糖酵解的中間產物轉化成合成核苷酸的重要原料5-磷酸核糖[20]。因此HIF-1α可以通過影響腎臟細胞代謝途徑的轉變來提高腎臟細胞在低氧環境下的存活率，避免細胞凋亡，對腎臟起到很好的保護作用。
SAP常常還合并多器官功能障礙，肺臟是最易受累的器官之一[21]。HIF-1α也可通過調節肺細胞對缺氧的耐受能力，減輕氧自由基對肺組織的損傷，改善肺泡的通氣及氧交換能力，提高機體血液中的血氧飽和度。機體缺氧程度減輕，氧自由基生產減少，也可以減輕腎臟功能的損害。
中藥大黃的主要化學成分有蒽醌類、大黃多糖、大黃鞣質等，其主要有效成分大黃素具有抑酶、抗菌、導瀉、解除膽管口括約肌痙攣等作用。現代研究表明，大黃可以抑制巨噬細胞的過度激活，減少炎癥因子的釋放[22]； 通過瀉下作用，促進腸蠕動，減少細菌在腸道中的停留時間，減少內毒素的產生及吸收[23]，減輕內毒素血癥，抑制內毒素對促炎癥因子的激活及釋放； 能清除自由基，對維護細胞穩定起到很好的作用。
綜上，本研究表明大黃素對SAP相關性腎損傷的治療作用，可能主要通過提高腎臟組織內HIF-1α蛋白的表達來實現。HIF-1α通過調控pHVL蛋白、KIM-1、重建腎臟細胞代謝途徑來提高腎臟細胞耐缺氧的能力，從而抑制氧自由基及內毒素對腎臟細胞的損傷作用，避免腎臟細胞的凋亡及壞死。
