我们的实验前结果表明，20和30mg/kg的顺铂（CDPP）都增加了小鼠的血清尿素水平（p<0.01和p<0.05，分别），20 mg/kg的CDPP在提高血清尿素水平方面更有效（支持信息，图S1）。尽管如此，由于用20mg/kg CDPP治疗的小鼠血清尿素水平存在较大的个体间差异，我们选择30mg/kg CDPP在小鼠中诱导AKI进行后续研究。

在研究期间，我们每天记录小鼠的体重。如图1A所示，对照组、模型组和FVPs治疗组的小鼠基线体重没有显著差异。然而，CDPP显著降低了小鼠的体重（p<0.001），而FVPs增加了小鼠的体重，用50和100mg/kg FVPs处理的小鼠体重增加更为明显（分别为p＜0.01和p＜0.001）。此外，CDPP诱导的AKI小鼠表现出肾体积萎缩、浅色水肿和肾指数显著增加（p < 0.001)，而FVPs治疗改善了小鼠的肾脏形态，降低了肾脏指数（p<0.001）（图1F和H）。各组小鼠肾功能测定结果如图1B-C所示。AKI小鼠血清肌酐（Cr）和尿素水平显著升高（P < 0.001), FVPs显著降低了这些指标（p<0.001）。此外，AKI小鼠的炎症因子（即TNF-α和IL-6）水平显著升高（分别为p<0.001； < 0.001)，而FVPs显著降低了TNF-α和IL-6的表达（p<0.001）（图1D-E）。此外，肾组织的组织学分析显示，对照组的小鼠表现出完整的肾组织结构，而AKI小鼠表现出肿胀的肾小管上皮细胞、充满的小管和蛋白质管型，而FVPs显著改善了肾组织结构（图1G和I）。综上所述，FVPs可以改善CDPP诱导的小鼠急性肾损伤，改善肾脏形态，减少肾组织炎症反应。

图1 FVPs改善CDPP诱导的小鼠急性肾损伤。 实验期间小鼠的体重（A）。血清Cr（B）和尿素（C）含量（n=9）。小鼠肾组织中TNF-α（D）和IL-6（E）的相对mRNA水平（n=6）。（H）肾脏的形态学变化（F）。 肾组织H&E 染色（G）。小鼠肾组织的肾指数（H）和SQM评分（I）。数据以平均值“SD”表示。与模型组相比，**p<0.01和***p<0.001。

体内的炎症水平与肠道微生物群密切相关。为了研究FVPs对肠道微生物群的影响，16s rRNA测序用于分析小鼠盲肠内容物中的肠道微生物组成。Chao1、Sob（Observed species）、Shannon和Simpson指数通常用于评估物种的丰富度和多样性，指数值越大，表明物种的丰富度与多样性越高。如图2A-B所示，CDPP降低了Chao1、Sob、Shannon和Simpson指数，但没有统计学差异（p > 0.05)。FVPs增加了Chao1、Sob、Shannon和Simpson指数，Shannon和Simpson指数的差异具有统计学意义（p<0.05）。因此，FVPs可以增强小鼠肠道微生物群的丰富性和多样性。我们使用NMDs和PCoA分析小鼠肠道菌群的β多样性（图2C-D）。对照组和模型组明显分开（p＜0.05），其中HFVP组倾向于对照组，表明CDPP改变了肠道微生物组成，而FVP将肠道微生物组成恢复到接近正常的水平。上述结果表明，FVPs可以增加小鼠肠道微生物群的物种多样性和丰富性，并改善了其结构。

图2 FVP调节AKI小鼠肠道微生物群的多样性和结构 。 通过Chao 1、Observed species、Shannon和Simpson指数（A和B）分析α多样性。基于未加权UniFrac的PCoA（C）和NMDS分析（D）分析了β多样性。*p<0.05。

随后，我们在门和属水平上研究了FVPs对小鼠肠道微生物群落组成的影响。图3A显示，厚壁菌门、变形杆菌门、拟杆菌门和疣微菌门的丰度在所有样本的20个主要门中排名前4。值得注意的是，FVPs显著降低了变形杆菌的丰度（p<0.01），显著增加了厚壁菌门的丰度（p<0.001）（图3B）。此外，FVPs提高了有益菌的丰度，如瘤胃球菌、 Christensenella 、乳球菌、 Allobaculum 、乳杆菌和双歧杆菌，同时降低了肠球菌和志贺氏菌的丰度（图3C-E）。在属水平上对肠道微生物组成的进一步调查表明，乳杆菌是对照组中的优势组， Oscillospira 和 Ruminococcus 对HFVP组具有特异性，志贺氏菌在模型组中显示出最高的相对丰度（支持信息，图S3B）。众所周知，肠球菌和志贺氏菌都与炎症的发展有关。此外，维恩图显示，三组共享的OTU数量为1562个（5.37%）（支持信息，图S3A）。此外，我们还进行了线性判别分析（LDA）效应大小（LEfSe）（LDA≥2），以筛查肠道微生物群中组间存在显著差异的生物标志物。对照组、模型组和HFVP组之间存在显著差异的生物标志物数量分别为22、22和26（图S3C）。综上所述，FVPs可以改变AKI小鼠肠道微生物群落的组成，并通过促进有益菌的定植和抑制有害菌的生长来改善肠道微生物群失调。

图3 FVPs改变小鼠肠道微生物群的组成。门水平的肠道微生物群组成（A）。门水平上的细菌群落差异（B）。属水平分类单元的热图（C）。属水平上的细菌群落差异（D和E）。所有数据均以平均值±SEM表示，生物重复次数为7次（n=7）。与模型组相比，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。

PCA和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）的结果表明，各组肠道微生物代谢物的分布不同（图4A）。与对照组相比，CDDP显著降低了乙酸、丙酸、丁酸和戊酸的含量（p < 0.05)，而FVPs（200 mg/kg）增加了它们的水平（图4B）。特别是，FVPs显著促进了乙酸和丁酸的产生（p<0.01）。SCFA可以缓解炎症反应，上述结果表明FVPs可能通过促进SCFA的产生来减轻AKI小鼠体内的炎症反应。

图4 FVPs促进小鼠SCFA的产生 。 SCFA的PCA（A）和PLS-DA（B）分析。乙酸、丙酸、丁酸和戊酸（C）的浓度。生物重复的数量为7个（n=7）。与模型组相比，*p<0.05和**p<0.01。

为了研究FVPs对AKI小鼠肾脏代谢的调节作用，我们使用LC-MS分析来了解对照组、模型组和HFVP组之间代谢物的差异。PCA和OPLS-DA评分图显示，3组在正离子和负离子模式下分开，揭示了组间不同的代谢特征（图5A和B）。三组共有的代谢物为435种（图5C-D）。我们首先筛选出符合VIP>1和p<0.05阈值的代谢物作为潜在的生物标志物，如热图和Z评分图所示（见支持信息，图S4）。有84种代谢物在肾组织中存在显著差异，总结于表2中（见支持信息）。基于KEGG数据库，我们对肾脏样本中丰度改变的代谢物进行了通路分析。结果表明，CDDP诱导的AKI显著改变了20条代谢途径（图6E，p<0.05）。当阈值设置为Impact＞0.1且P＜0.05时，我们共筛选出12条明显不同的代谢途径，包括程序性坏死、味觉传导、蛋白质消化吸收、癌症中枢碳代谢、血小板活化、铁死亡代谢等（图6F和支持信息，表3）。

基于上述结果，我们进一步分析了模型与HFVP和对照与模型时肾脏差异代谢物富集途径。结果显示，每配对组之间的铁死亡代谢途径都显著富集（见支持信息，图S4A-B）。我们进一步研究了肾脏代谢产物的变化。如图6A所示，与模型组相比，FVPs给药降低了胱氨酸、半胱氨酸和γ-谷氨酰半胱氨酸含量，增加了L-谷氨酸含量，这些都是与GSH产生相关的代谢产物。GSH是最丰富的细胞内抗氧化剂，可作为GPX4的辅因子和底物，从而抑制铁死亡。

在随后的研究中，我们研究了铁死亡的主要调节因子。FVPs治疗提高了肾组织中GSH的水平（图6B）。CDPP诱导的AKI显著降低了GPX4和SLC7A11蛋白表达水平，而FVPs则增强了两者（图6D）。PCR和免疫组织化学结果表明，FVPs增强了GPX4的表达（图6C和E）。此外，FVPs降低了多不饱和脂肪酸（PUFA）中的花生四烯酸含量（补充表2）。综上所述，FVPs可能通过抑制铁死亡来改善CDPP诱导的AKI。

在这项研究中，我们使用基于KEGG数据库的热图分析了肠道微生物群落与肾脏代谢物变化之间的相关性。图7显示了属水平上肾脏差异代谢物和肠道微生物群落组成的相关性分析。如图7A所示，苯乙胺和烟酸与梭菌属呈正相关。梭菌、毛螺菌科、 F16 和理研菌科与γ-L-谷氨酰-L-2-氨基丁酸呈负相关。L-谷氨酸与志贺氏菌、瘤胃球菌、肠杆菌和肠球菌呈负相关，与F16呈正相关。L-胱氨酸与志贺氏菌、乳杆菌和肠杆菌呈正相关。此外，图7B表明，L-谷氨酸与乳杆菌呈正相关（对照与模型），与未分类细菌呈负相关（模型与HFVP）。上述结果表明，与铁死亡相关的肾脏代谢产物与肠道微生物群之间存在正/负相关关系。因此，肠道微生物群可能通过影响肾脏代谢来改善AKI。

本研究中，CDPP用于诱导小鼠急性肾损伤，血清肾功能指数（即Cr和尿素）和肾组织炎症因子（即IL-6和TNF-α）水平升高表明小鼠肾功能受损。FVPs降低了血清Cr和尿素、IL-6和TNF-α的水平，表明FVPs改善了CDPP诱导的小鼠急性肾损伤。我们分析了小鼠肠道微生物组成、SCFAs含量和肾脏代谢，以研究FVPs对AKI的保护作用和机制。结果表明，FVP处理有效改善了肠道微生物失调，增加了SCFAs含量，调节了肾脏代谢途径，抑制了肾组织铁死亡，保护了小鼠的肾功能。

近年来，急性肾损伤一直是世界范围内的一个主要公共卫生问题，药物肾毒性是急性肾损伤的主要原因之一。CDPP是一种常用的化疗药物，但具有较高的肾毒性，这是一个迫切的临床问题。之前的研究发现，天然化合物可以预防急性肾损伤。香菇多糖可改善顺铂诱导的HK-2细胞凋亡，减轻小鼠肾毒性。此外，Zhu等人观察到海藻糖可以减轻顺铂诱导的小鼠线粒体功能障碍和AKI。此外，据报道，纯化的海带多糖可以调节TGF-β1介导的通路，以预防阿霉素诱导的小鼠急性肾损伤。

我们之前的研究证实，FVPs可以作为抗氧化剂，通过增加有益菌的丰度和减少有害菌的数量来改善小鼠的肠道微生物组成。此外，据报道，FVPs通过调节肠道微生物群和肝脏代谢来改善四氯化碳诱导的急性肝损伤。在本研究中，我们发现FVPs调节AKI小鼠的肠道微生物组成。FVPs减少了与炎症相关的肠球菌和志贺氏菌的丰度，同时促进了乳杆菌和双歧杆菌等益生菌的生长。同时，FVPs增加了小鼠结肠内容物中SCFA（即乙酸、丁酸、丙酸和戊酸）的水平。SCFA与许多疾病的发展有关，包括肥胖、糖尿病、炎症性肠病和肾脏疾病。此外，据报道，FVPs可以提高丁酸水平并改善肠道屏障功能。此外，厚壁菌门可以产生SCFA，如乙酸、丙酸和丁酸。因此，FVPs可以通过调节肠道微生物的组成来增加SCFA的含量，从而减缓肾组织炎症。

许多研究表明，植物多糖可以通过抑制铁死亡的发展来发挥抗炎和抗氧化作用。黄芪多糖被证实可以通过抑制NRF2/HO-1通路来预防葡萄糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠和人Caco-2细胞实验性结肠炎的铁死亡。一项体外研究发现，红参多糖抑制了肺和乳腺癌症细胞中GPX4下调诱导的铁死亡。Meng等人使用微波辅助提取获得了一种新的丹参多糖，该多糖可以通过激活Nrf2/HO-1途径减轻PC12细胞的氧化损伤并抑制铁死亡。此外，在离体研究中，槲皮素被证实可以抑制肾小管上皮细胞的铁死亡，减轻氧化损伤。然而，关于FVPs对铁死亡的调节作用的研究较少，FVPs通过抑制铁死亡来改善肾功能的报道也暂时没有。值得注意的是，在本研究中，CDPP诱导的AKI小鼠的肾组织中富集铁死亡代谢途径。铁死亡是一种由脂质过氧化损伤引起的细胞死亡，在心脏、肝脏、肾脏和肠道等多种器官中起着至关重要的作用。铁死亡主要通过三种途径发生：氨基酸/GSH、脂质过氧化和铁的过度积累。谷胱甘肽的生物合成需要谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸的参与。细胞吸收的半胱氨酸可以通过氨基酸转运系统xc − 或半胱氨酸转硫途径还原为胱氨酸。胱氨酸饥饿可以抑制GSH合成，从而引发GSH耗竭并诱导谷氨酸积累，从而促进铁死亡。此外，调节系统xc − 的功能亚基SLC7A11会影响铁死亡的敏感性。在这项研究中，我们观察到肾组织中与铁死亡相关的代谢物发生了显著变化，如胱氨酸、半胱氨酸、L-谷氨酸和γ-谷氨酰半胱氨酸。此外，CDPP诱导的AKI小鼠的GSH、GPX4和SLC7A11水平降低，而FVP显示出不同程度的增加。上述结果表明，FVPs可以通过抑制铁死亡来保护小鼠肾组织并改善AKI。

脂质是细胞膜结构和功能的基础。PUFA，尤其是花生四烯酸，在铁死亡中起着重要作用。花生四烯酸极易发生过氧化，破坏脂质双层，从而破坏细胞膜功能。脂质组学分析表明，PUFA的脂质过氧化可以产生多种氧化产物，如脂质氢过氧化物（LOOHs）和丙二醛，最终引发细胞死亡。在这项研究中，FVPs治疗显著降低了AKI小鼠肾脏代谢物中花生四烯酸的含量，表明FVPs可能通过降低PUFA水平来减少氧化物的产生，从而抑制铁死亡的发生，从而保护肾功能。

总之，本研究证实FVPs可以保护小鼠免受CDPP诱导的AKI。FVPs改变肠道微生物的结构，增加有益菌的比例，抑制有害菌的增殖，促进SCFA的产生，从而缓解AKI小鼠的炎症反应。此外，FVPs上调肾组织中铁死亡主要调节因子的表达。同时，FVPs降低了肾代谢中PUFA花生四烯酸的水平，改善了肾组织的氧化应激。我们的工作为利用FVP预防AKI的新策略提供了理论基础，并为FVP相关产品的开发提供了新思路。