一项由中国研究团队开展的基础与转化研究首次系统探讨了中药复方改良肾炎防衰方（m-syfsf）通过抑制Piezo1相关的cGAS–STING信号通路及肾小管细胞焦亡（pyroptosis）减轻糖尿病肾脏病（diabetic kidney disease，DKD）的作用机制。该研究由北京中医药大学东直门医院及北京中医药大学等机构的Yaotan Li、Jinyi Hou、Xiaochang Wu等学者共同完成，通讯作者为Weiwei Sun、Weijing Liu、Yaoxian Wang和Huijuan Zheng。论文于2026年8月26日在线发表于国际期刊Phytomedicine（第161卷，文章编号158763），并获得了国家自然科学基金等项目的资助。

该研究聚焦于糖尿病肾脏病这一全球范围内慢性肾脏病的主要原因。尽管肾素-血管紧张素系统抑制剂和钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂的应用改善了部分患者预后，但仍有大量患者进展至终末期肾病。糖尿病肾脏病的病理机制已从既往以肾小球损伤为中心，拓展到对肾小管上皮细胞损伤及肾小管间质纤维化的关注。肾小管上皮细胞持续暴露于晚期糖基化终末产物（advanced glycation end products，AGEs）、氧化应激及异常血流动力学等微环境中，导致炎症异常激活、细胞死亡及纤维化修复。既往研究表明，细胞焦亡——一种由炎症小体激活、caspase-1依赖的gasdermin D裂解介导的促炎性程序性细胞死亡——在糖尿病肾脏病进展中发挥放大局部炎症和加速纤维化的作用。同时，环鸟苷酸-腺苷酸合成酶（cGAS）–干扰素基因刺激因子（STING）通路作为胞质DNA感受器，在无菌性先天免疫应答中处于核心地位，其异常激活与线粒体损伤和肾小管间质炎症相关。然而，机械敏感离子通道Piezo1、cGAS–STING通路与细胞焦亡之间的上游调控关系尚不清楚。因此，本研究旨在验证m-syfsf是否通过抑制Piezo1相关的钙信号、cGAS–STING激活及肾小管焦亡来减轻糖尿病肾脏病。

研究采用了体内动物实验和体外细胞实验相结合的综合策略，并整合了转录组学、网络药理学及公共数据库分析。在体内实验中，研究者通过单侧肾切除联合链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）注射建立大鼠糖尿病肾脏病模型，并以缬沙坦（valsartan）作为阳性对照，设置了低、中、高三个剂量的m-syfsf干预组。共有7组动物，每组6只，干预周期为12周。研究通过血液和尿液生化分析、肾组织病理染色（H&E、PAS、Masson三色染色）及免疫组织化学评估了肾功能、组织形态和纤维化水平。为探索分子机制，研究者对对照组和模型组大鼠肾皮质进行了转录组测序，每组3只，并对差异基因进行KEGG及基因集富集分析。网络药理学分析则利用TCMSP、SwissTargetPrediction等数据库筛选m-syfsf活性成分靶点，并与来自GeneCards、OMIM等数据库的疾病靶点取交集后进行功能富集。此外，研究者还分析了GSE30529、GSE47184、GSE30528、GSE96804及GSE142025等五个公共人类肾组织转录组数据集，以验证通路相关基因在临床样本中的表达特征。在体外实验中，研究以AGEs刺激人近端肾小管上皮细胞HK-2建立糖尿病肾脏病细胞模型，并采用10%含药血清或空白血清进行干预。实验流程分为三部分：药物干预、药理学验证以及Piezo1敲低与回补实验。药理学验证使用了Piezo1激动剂Yoda1（5 μM）和STING抑制剂H-151（10 μM），二者干预浓度均通过CCK-8细胞活力实验确定。Piezo1敲低采用慢病毒shRNA技术，感染效率通过GFP荧光评估。实验检测手段包括Western blotting、免疫组织化学、免疫荧光、qRT-PCR、Fluo-4 AM钙成像、ELISA、血清乳酸脱氢酶活性及肾组织caspase-1活性测定。此外，研究者还通过共免疫共沉淀（co-IP）检测了cGAS与STING的蛋白相互作用，并利用HDOCKLite服务器进行蛋白-蛋白对接、GROMACS 2021软件进行分子动力学模拟作为探索性分析。

主要研究结果显示，m-syfsf显著改善了糖尿病肾脏病大鼠的肾功能，表现为降低尿蛋白、血清肌酐和尿素氮，减轻肾小管损伤评分、肾小管间质纤维化面积和系膜基质扩张，且效果呈现剂量依赖性，中、高剂量效果更为明显。高剂量m-syfsf在假手术非糖尿病大鼠中未见明显毒副作用。纤维化相关蛋白α-SMA、纤连蛋白和I型胶原在模型组显著升高，m-syfsf用药后均剂量依赖性下降。肾转录组测序共鉴定出2013个差异表达基因，其中Piezo1在模型组显著上调。机械传导相关基因（包括Piezo1、Piezo2、ROCK1及多种整合素亚基）和焦亡相关基因（NLRP3、CASP1、IL1B）呈现协同上调趋势。基因集富集分析显示AGE–RAGE信号通路及TGF-β信号通路在模型组富集。公共人类数据集分析证实Piezo1在糖尿病肾脏病患者肾小管间质中特异升高，而在肾小球中未见显著变化，且STING1、cGAS、CASP1和GSDMD在晚期糖尿病肾脏病中升高更为明显。免疫组织化学及Western blotting结果显示，模型组肾组织Piezo1蛋白和mRNA表达升高，高剂量m-syfsf可显著下调；AGEs刺激的HK-2细胞内钙离子荧光强度明显增强，m-syfsf含药血清可明显减弱。cGAS、STING、p-TBK1和p-IRF3在糖尿病肾脏病大鼠肾组织中显著升高，高剂量m-syfsf干预后均明显降低；体外免疫荧光也观察到m-syfsf可降低AGEs诱导的p-IRF3升高，且Piezo1与STING信号存在共定位。焦亡相关指标中，GSDMD-N和caspase-1在糖尿病肾脏病肾组织中表达增加，血清LDH活性和肾组织caspase-1活性也显著升高，m-syfsf干预可显著逆转上述改变。Piezo1敲低实验显示，沉默Piezo1可降低AGEs诱导的细胞内钙积累以及STING和GSDMD-N蛋白表达，加入Yoda1可部分恢复钙信号及STING表达。药理学实验中，H-151可显著降低STING及GSDMD-N、pro-caspase-1表达，而Yoda1单独使用未进一步升高上述蛋白。共免疫共沉淀证实AGEs刺激可增强cGAS与STING的蛋白结合，m-syfsf含药血清可减弱这种结合。分子对接预测了Piezo1–cGAS、Piezo1–STING、STING–caspase-1等蛋白间的潜在相互作用，分子动力学模拟显示STING相关复合物在100 ns模拟中RMSD较为稳定，而Piezo1相关复合物波动较大。

综合以上证据，本研究得出以下结论：m-syfsf在实验性糖尿病肾脏病中发挥肾保护作用，其机制与抑制Piezo1相关的钙信号、cGAS–STING通路激活及肾小管焦亡相关反应有关。Piezo1上调在三种啮齿动物模型及人类肾组织中均可重复验证。研究数据支持Piezo1在AGEs应激下作为cGAS–STING相关焦亡信号上游的贡献，但未建立STING的遗传必要性、线粒体DNA中间环节或完全执行的细胞焦亡的直接证据。该研究的科学价值在于首次将机械敏感通道Piezo1与cGAS–STING先天免疫信号和肾小管焦亡联系起来，提出了一个从机械及代谢应激到炎症性细胞死亡的新型病理轴，为糖尿病肾脏病发病机制提供了新的理论框架。在应用价值方面，该研究为m-syfsf这一中药复方在糖尿病肾脏病中的多靶点干预提供了现代药理学证据，提示其可作为现有标准治疗的补充策略。研究亮点包括：一是首次在糖尿病肾脏病背景下系统验证了Piezo1–cGAS–STING–焦亡信号轴的功能级联关系；二是采用“基因敲低+药理学激动/抑制+蛋白互作+分子对接”多层面证据链，逻辑严密；三是整合了动物模型、体外细胞实验、公共人类转录组数据及网络药理学，转化视角完整。此外，研究中对焦亡的判定表述严谨，明确指出本研究检测的是焦亡相关信号而非完全执行的焦亡，且线粒体DNA释放等中间步骤尚属推测，体现了科学表述的规范性。