Verapamil protects against hyperuricemia nephropathy through modulating TXNIP/NLRP3 inflammasome signaling pathway

WANG Ting; LI Li; ZHU Xin; LIU Li; ZENG Jin; YIN Zhujun; ZHAO Junning

doi:10.16016/j.2097-0927.202412019

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Verapamil protects against hyperuricemia nephropathy through modulating TXNIP/NLRP3 inflammasome signaling pathway

Basic Medicine | 更新时间：2025-06-11

- Verapamil protects against hyperuricemia nephropathy through modulating TXNIP/NLRP3 inflammasome signaling pathway
- Journal of Army Medical University Vol. 47, Issue 11, Pages: 1217-1226(2025)
- 作者机构：
  
  1.西南医科大学药学院，四川泸州
  2.四川省中医药科学院，国家中医药管理局中药质量生物评价重点研究室，中医药转化医学四川省重点实验室，四川成都
  3.四川省中医药转化医学中心，四川成都
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the General Project of Natural Science Foundation of Sichuan Province(2023NSFSC0669);the 2023 Young Talent Program of Sichuan Academy of Chinese Medicine Sciences(QNCJ-YZJ-01)
- DOI：10.16016/j.2097-0927.202412019
  CLC： R692;R965;R972.4
- Received：05 December 2024，
  
  Revised：30 December 2024，
  
  Published：15 June 2025
- 稿件说明：
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王婷，李莉，朱欣，等.维拉帕米调控TXNIP/NLRP3炎症小体信号通路对尿酸性肾病的保护作用［J］.陆军军医大学学报，2025，47（11）：1217-1226.DOI：10.16016/j.2097-0927.202412019.

WANG T，LI L，ZHU X，et al.Verapamil protects against hyperuricemia nephropathy through modulating TXNIP/NLRP3 inflammasome signaling pathway［J］.J Army Med Univ，2025，47（11）：1217-1226.DOI：10.16016/j.2097-0927.202412019.
王婷，李莉，朱欣，等.维拉帕米调控TXNIP/NLRP3炎症小体信号通路对尿酸性肾病的保护作用［J］.陆军军医大学学报，2025，47（11）：1217-1226.DOI：10.16016/j.2097-0927.202412019. DOI：

WANG T，LI L，ZHU X，et al.Verapamil protects against hyperuricemia nephropathy through modulating TXNIP/NLRP3 inflammasome signaling pathway［J］.J Army Med Univ，2025，47（11）：1217-1226.DOI：10.16016/j.2097-0927.202412019. DOI：

摘要

目的

探究维拉帕米对尿酸性肾病小鼠的保护作用以及对硫氧还蛋白互作蛋白（thioredoxin-interacting protein，TXNIP）/NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NOD like recepter heal protein domain associated protein 3， NLRP3）炎症小体信号通路的调控作用。

方法

32只雄性C57BL/6J小鼠（8周龄，体质量18~22 g）按随机抽样法分为4组（

=8）：空白对照组（Control组）、模型组（Model组）、别嘌醇组（Allopurinol组，10 mg/kg）、维拉帕米组（Verapamil组，40 mg/kg）。除空白组外，其余各组采用10%果糖水与腺嘌呤构建尿酸性肾病（hyperuricemic nephropathy，HN）小鼠模型，确认肾功能损伤后，随后给药干预4周。检测各组小鼠血清尿酸（uric acid，UA）、肌酐（creatinine，Cr）、尿素（urea， UREA）、天门冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase，AST）和丙氨酸氨基转移酶（alanine aminotransferase，ALT）水平；苏木精-伊红染色（hematoxylin-eosin staining，HE）检测肾脏组织形态变化以及炎性细胞浸润情况，马松三色染色（masson’s trichrome staining，Masson）检测肾脏组织纤维化情况；ELISA法检测肾脏组织IL-1β、IL-6炎症因子含量；比色法检测血清丙二醛（malondialdehyde，MDA）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）含量；免疫组化染色与Western blot法检测肾脏TXNIP、NLRP3、IL-1β、MMP7、FN1、CD68、MPO等蛋白表达情况。

结果

与Control组比较，Model组小鼠血清UA、Cr、UREA水平升高（

0.05），肾脏病理HE染色和Masson染色切片可见肾小管损伤后再生、小管间质或肾小球周围纤维化以及炎性细胞浸润；肾组织IL-1β、IL-6含量与血清MDA含量显著增加（

0.05），而血清SOD、GSH-Px含量显著降低（

0.05）；肾组织TXNIP、NLRP3、IL-1β、CD68、MPO、FN1、MMP7等蛋白表达显著上调（

0.01）。与Model组比较，Verapamil组血清UA、Cr水平显著降低（

0.01），肾组织病变均有不同程度改善，胶原容积分数（collagen volume fraction，CVF）显著降低（

0.01），促炎细胞因子与氧化应激相关指标恢复（

0.05）。进一步研究发现肾组织TXNIP、NLRP3、IL-1β、CD68、MPO、FN1、MMP7蛋白表达显著降低（

0.05）。

结论

维拉帕米可以通过抗炎、抗氧化、抗纤维化延缓高尿酸性血症小鼠肾损伤进展，其机制可能与抑制TXNIP/NLRP3炎症小体信号通路有关。

Abstract

Objective‍　‍To investigate the protective effect of verapamil on hyperuricemia nephropathy (HN) in mice through modulating TXNIP/NLRP3 inflammasome signaling pathway. Methods‍　‍Thirty-two male C57BL/6J mice (8 weeks old

weighing 18~22 g) wer

e randomly divided into a blank control group

a model group

an allopurinol group (10 mg/kg)

and a verapamil group (40 mg/kg)

with 8 animals in each group. Except for the control mice

the other mice were given 10% fructose water and adenine to establish a mouse model of HN. After successful establishment of model mice

the corresponding interventions were administered to the mice of the other 3 groups for 4 consecutive weeks. The levels of serum uric acid (UA)

creatinine (Cr)

urea (UREA)

aspartate aminotransferase (AST) and alanine aminotransferase (ALT) were measured. HE staining was used to assess the alterations in renal morphology and the infiltration of inflammatory cells

while Masson’s staining was employed to evaluate renal fibrosis. Moreover

ELISA was employed to measure the contents of IL-1β and IL-6 in kidney tissue

while serum levels of malondialdehyde (MDA)

superoxide dismutase (SOD)

and glutathione peroxidase (GSH-Px) were detected by colorimetric assay. Furthermore

immunohistochemical staining and Western blot analysis were conducted to examine the expression of TXNIP

NLRP3

IL-1β

MMP7

FN1

CD68

and MPO proteins in the kidney. Results‍　‍Compared to the control group

HN mice exhibited increased serum UA

and UREA levels (

0.05)

renal pathological changes including renal tubular regeneration

interstitial or periglomerular fibrosis and prominent infiltration of inflammatory cells

and significantly increased renal contents of IL-1β and IL-6 and serum MDA level (

0.05)

while reduced serum SOD and GSH-Px contents (

0.05)

as well as up-regulation of kidney proteins TXNIP

NLRP3

IL-1β

CD68

MPO

FN1 and MMP7 (

0.01). Verapamil treatment notably reduced serum UA and Cr levels (

0.01)

improved kidney lesions to some extents

decreased collagen volume fraction (CVF) (

0.01)

and restored pro-inflammatory cytokines and oxidative stress markers (

0.05) when compared with the levels in the model group. Further research found that the expression of kidney proteins TXNIP

NLRP3

IL-1β

CD68

MPO

FN1

and MMP7 was significantly down-regulated by verapamil treatment (

0.05). Conclusion‍　‍Verapamil exhibits a renal protective effect on HN mice through its anti-inflammatory

antioxidant

and antifibrotic properties

and its mechanism may be related to the inhibition of the TXNIP/NLRP3 inflammasome signaling pathway.

关键词

Keywords

references

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