本研究由新疆第二医学院药学院李杰（Jie Li）与Subinur Ahmattohti（共同第一作者）、新疆第二医学院科技创新中心高莹、陕西中医药大学与新疆第二医学院协同创新中心及基础医学院等多家单位的研究人员合作完成，通讯作者为牛树亮（Shuliang Niu）和黎建光（Jianguang Li）。论文于2026年4月23日投稿至 *International Journal of Molecular Sciences*，经同行评审后于2026年5月17日被接收，并于2026年5月21日正式在线发表，文章编号为Int. J. Mol. Sci. 2026, 27, 4641。该研究综合运用网络药理学（network pharmacology）、分子对接（molecular docking）、分子动力学模拟（molecular dynamics simulation）以及体外细胞实验验证，系统探讨了黄芪（Astragalus root）治疗糖尿病肾病（diabetic nephropathy, DN）的潜在活性成分、关键靶点及分子机制，并聚焦于山柰酚（kaempferol）的肾脏保护作用。

糖尿病肾病是糖尿病最常见的微血管并发症之一，也是终末期肾病的重要病因。据国际糖尿病联盟数据，2021年全球有5.37亿成人患糖尿病，预计到2045年将增至7.88亿，其中约40%的患者在其病程中可能发展为糖尿病肾病。DN的病理特征包括肾小球基底膜增厚、系膜细胞损伤及肾小球硬化，其发病机制涉及糖脂代谢紊乱、氧化应激、炎症和肾纤维化等多个环节。目前临床上主要依靠控制血糖、血压、蛋白尿以及使用ACEI/ARB和SGLT2抑制剂等药物来延缓疾病进展，但疗效有限且存在一定不良反应。因此，寻找具有多靶点、系统调控作用的新治疗策略具有重要的临床价值。黄芪作为传统补气中药，已在临床和实验研究中显示出降低蛋白尿、改善肾功能和延缓DN进展的潜力，但其具体活性成分、作用靶点和分子通路尚不完全清楚。本研究旨在通过网络药理学筛选黄芪抗DN的关键成分和靶点，并结合分子模拟与体外实验验证其作用机制。

研究首先从GeneCards、OMIM和TTD数据库中收集糖尿病肾病相关靶点，去重后共获得928个DN相关基因。同时，从TCMSP数据库中根据口服生物利用度（OB ≥ 30%）和类药性（DL ≥ 0.18）筛选黄芪的活性成分，并通过SwissTargetPrediction预测相应靶点，去重后得到427个黄芪靶点。将黄芪靶点与DN靶点取交集，共获得46个潜在治疗靶点。随后构建了黄芪-成分-靶点-疾病网络，并将交集靶点提交至STRING数据库构建蛋白-蛋白相互作用（protein–protein interaction, PPI）网络，利用Cytoscape中的CytoHubba插件进行MCC算法分析，筛选出10个核心基因，其中CASP3、VEGFA、CTNNB1、MYC和PRKCB（PKCβ）被确定为核心候选靶点；同时筛选出槲皮素（quercetin）、β-胡萝卜素（β-carotene）、大豆苷元（daidzein）、辣椒素（capsaicin）和山柰酚（kaempferol）五种潜在活性成分。GO和KEGG富集分析显示，这些交集靶点显著富集于AGE-RAGE信号通路（AGE-RAGE signaling pathway）以及MAPK信号通路等，其中AGE-RAGE通路富集最为显著。

在分子对接验证阶段，研究利用AutoDock对五种潜在成分与五个核心靶点进行对接分析。结果显示，大豆苷元、山柰酚和槲皮素的对接打分均低于-5 kcal/mol，其中山柰酚的整体对接打分最低，显示出与各靶点最强的结合亲和力。进一步的分子动力学模拟采用GROMACS 2024.3软件，在生理条件下对山柰酚与五个核心靶点形成的复合物进行了100 ns的全原子模拟。通过分析均方根偏差（RMSD）、均方根波动（RMSF）、回旋半径（Rg）、溶剂可及表面积（SASA）、氢键数目以及吉布斯自由能景观，发现山柰酚与PRKCB和CTNNB1的复合物具有深且集中的能量井，表明结合构象稳定；与VEGFA和CASP3的复合物稳定性中等；与MYC的复合物自由能景观较为分散，结合稳定性相对较弱。残基能量分解分析显示，kaempferol-MYC复合物中921号苯丙氨酸残基的贡献达到-3.5 kcal/mol，kaempferol-VEGFA复合物中25号酪氨酸残基贡献超过-3 kcal/mol，提示这些残基在蛋白-配体相互作用中起关键作用。

在体外实验验证阶段，研究采用AGE-BSA诱导的HK-2人肾小管上皮细胞作为DN细胞模型。MTT实验显示，山柰酚在1.25–640 µg/mL浓度范围内无明显细胞毒性，且在1.25–40 µg/mL范围内以浓度依赖方式提高细胞活力，其中40 µg/mL保护效果最佳；因此选择10 µg/mL、20 µg/mL和40 µg/mL作为低、中、高剂量进行后续实验。氧化应激指标检测表明，模型组ROS和MDA水平显著升高，SOD活性和GSH水平显著降低，而山柰酚处理可显著降低ROS和MDA含量，提高SOD和GSH水平，表明其能有效缓解AGE-BSA诱导的氧化应激损伤。纤维化标志物检测显示，模型组α-SMA、Col I和Col IV蛋白表达显著上调，而山柰酚各剂量组均能显著逆转这一变化，提示山柰酚可抑制肾小管上皮细胞纤维化相关蛋白的表达。炎症因子检测结果显示，模型组TNF-α、IL-6和IL-1β的蛋白及mRNA水平均显著升高，山柰酚处理后这些炎症因子水平均明显下降，表明山柰酚具有抑制炎症反应的作用。

免疫荧光实验进一步显示，模型组RAGE荧光强度显著高于对照组，而恩格列净（empagliflozin）、各剂量山柰酚及RAGE阻断处理均能显著降低RAGE荧光强度。RT-PCR和Western blot分析发现，模型组PKCβ、RAGE和TGF-β1的mRNA水平显著升高，AGES、RAGE、p-PKCβII和TGF-β1蛋白水平亦明显上调；山柰酚处理后上述指标均出现剂量依赖性下降，高剂量山柰酚对AGES、RAGE、p-PKCβII和TGF-β1的抑制作用最为显著，与恩格列净效果相当。上述结果表明，山柰酚可通过抑制AGE/RAGE/PKCβ/TGF-β1信号通路发挥对糖尿病肾病肾小管上皮细胞的保护作用。

本研究首次系统揭示了黄芪活性成分山柰酚通过调控AGE-RAGE-PKCβ-TGF-β1信号轴，抑制细胞外基质沉积、氧化应激、炎症反应和肾纤维化，从而发挥抗糖尿病肾病的肾脏保护作用。该研究不仅在方法学上整合了网络药理学、分子对接、分子动力学模拟与体外实验验证的多层次研究模式，还在机制层面阐明了山柰酚的多靶点调控特点，为黄芪及山柰酚在糖尿病肾病防治中的临床应用提供了科学依据。研究的亮点在于：第一，系统筛选并验证了山柰酚作为黄芪抗DN的核心活性成分；第二，明确了山柰酚通过调节AGE-RAGE-PKCβ-TGF-β1通路发挥肾保护作用；第三，研究采用了从计算预测到实验验证的完整研究链条，增强了结论的可靠性。不过，该研究仍存在一定局限性，主要包括缺乏体内动物实验和临床数据支持，以及尚未探讨山柰酚对AGE-RAGE下游其他通路如MAPK和NF-κB的调控作用，未来需进一步开展相关研究以推动其临床转化。