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血府逐瘀汤治疗糖尿病肾病肾纤维化的机制:UPLC-Q/TOF-MS、网络药理学及实验验证

期刊:Korean Journal of Physiology and PharmacologyDOI:10.4196/kjpp.24.330

本研究由张翼飞(Yifei Zhang)、张帅星(Shuaixing Zhang)、张泽宇(Zeyu Zhang)等人作为共同第一作者,刘中杰(Zhongjie Liu)、刘卫京(Weijing Liu)和刘玉宁(Yuning Liu)作为通讯作者,来自北京中医药大学东直门医院、北京普仁医院及北京中医药大学肾脏病研究所等机构。该论文发表于 *Korean Journal of Physiology and Pharmacology*(韩国生理药理学杂志)2025年第29卷第5期,题为“Mechanisms of Xuefu Zhuyu Decoction in Treating Diabetic Kidney Disease-Induced Renal Fibrosis: UPLC-Q/TOF-MS, Network Pharmacology, and Experimental Validation”。

本文属于类型A,即单一原创研究,现依据原文内容进行学术报告式介绍。

本研究聚焦于糖尿病肾脏病(diabetic kidney disease, DKD)所诱导的肾间质纤维化(renal interstitial fibrosis, RIF)。DKD是全球范围内导致终末期肾病(end-stage renal disease, ESRD)的首要原因之一,肾间质纤维化是DKD进展至ESRD的关键病理过程。肾纤维化的发生涉及炎症、氧化应激、细胞外基质(extracellular matrix, ECM)合成与降解失衡等多种机制。当前临床治疗手段包括降糖、降压、使用ACEI/ARB类药物以及SGLT2抑制剂、GLP-1受体激动剂等新型药物,但中晚期DKD患者肾功能下降和纤维化进展仍难以有效控制。中药复方因其多成分、多通路、多靶点的特点,在保护肾功能和延缓纤维化方面具有独特优势。血府逐瘀汤(Xuefu Zhuyu Decoction, XFZY)出自清代王清任《医林改错》,临床上已显示出治疗DKD的疗效和安全性,但其抗肾纤维化的分子机制尚不清楚。本研究旨在通过网络药理学预测和实验验证,系统阐明XFZY改善DKD诱导RIF的作用机制。

在方法学上,本研究整合了超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q/TOF-MS)、网络药理学、分子对接、动物实验和细胞实验五个层次。首先,采用UPLC-Q/TOF-MS对XFZY水煎液中的化学成分进行鉴定,在正负离子模式下获得总离子流图,结合质谱数据库和中药系统药理学数据库(TCMSP)以及SymMap数据库筛选出口服生物利用度≥30%且类药性≥0.18的活性成分,最终确定7个活性化合物,包括黄芩苷(baicalin)、蒙花苷(linarin)、鞣花酸(ellagic acid)、槲皮素(quercetin)、木犀草素(luteolin)、异欧前胡素(isoimperatorin)和芒柄花素(formononetin)。随后,通过SwissTargetPrediction预测这7个成分的潜在作用靶点,得到123个去重靶点;同时从GeneCards、DisGeNET、OMIM、DrugBank等数据库收集DKD和RIF相关疾病靶点,分别得到792个DKD靶点和1490个RIF靶点,取交集后与药物靶点进行交叉分析,获得61个共同靶点。构建“复方-活性成分-靶点”网络和蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络,并通过CytoHubba插件鉴定出前10位核心靶点,包括AKT1、EGFR、SRC、MTOR、ESR1、CCND1、TNF、ERBB2、MMP9和ULK1。GO和KEGG富集分析显示,XFZY治疗DKD诱导RIF的作用涉及PI3K/AKT信号通路、AMPK信号通路、EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药、内分泌耐药以及AGE-RAGE信号通路等。分子对接进一步验证了7个活性成分与AMPK、MTOR、ULK1等核心靶点之间具有较高结合亲和力,多数结合能低于−5 kJ/mol。

动物实验方面,采用高脂饮食(high-fat diet, HFD)联合链脲佐菌素(streptozotocin, STZ)腹腔注射建立DKD小鼠模型。雄性C57BL/6小鼠40只,随机分为对照组(n=10)和高脂饮食组(n=30)。高脂饮食组喂养4周后,给予STZ(50 mg/kg)连续腹腔注射5天,空腹血糖>16.7 mmol/L者视为糖尿病模型。随后将糖尿病小鼠随机分为模型组(MOD)、司美格鲁肽组(SEMA,40 μg/kg,每3天皮下注射一次)和XFZY组(15.42 g/kg,每日灌胃一次),连续治疗12周。实验结果显示,与模型组相比,XFZY组和SEMA组的血清肌酐(serum creatinine, Scr)、尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)、肾脏指数和24 h尿蛋白均显著降低,表明XFZY可改善肾功能。值得注意的是,XFZY对血糖水平无显著影响,提示其肾脏保护作用并非依赖于血糖控制。肾组织病理学分析表明,XFZY可减轻肾小球肥大、基底膜增厚、系膜基质增生、肾小管扩张和间质胶原沉积等病理损伤。此外,XFZY显著降低肾小管损伤标志物β2-微球蛋白(β2-MG)、肾损伤分子-1(KIM-1)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)和肝型脂肪酸结合蛋白(L-FABP)的尿排泄水平,进一步证实其对肾小管间质损伤的保护作用。免疫组化结果显示,XFZY可下调纤维化诱导因子TGF-β、上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)标志物N-cadherin和肌成纤维细胞标志物α-SMA的表达,减少III型胶原(col-III)沉积,提示其可抑制EMT和ECM过度积聚。

细胞实验方面,利用HK-2人肾小管上皮细胞建立DKD细胞模型。通过CCK-8实验确定以200 μg/mL晚期糖基化终末产物-牛血清白蛋白(AGE-BSA)处理48 h为最佳建模条件,并确定10%和15%含药血清为安全有效的XFZY干预浓度。Western blot结果显示,无论在体内还是体外,模型组p-AMPK和p-ULK1表达降低,p-MTOR表达升高;而XFZY干预后可显著上调p-AMPK和p-ULK1,下调p-MTOR,表明XFZY可激活AMPK信号通路并抑制MTOR活性,从而促进ULK1磷酸化。自噬相关蛋白检测显示,模型组LC3和p62表达显著升高,而Beclin1和ATG5无明显变化,提示自噬流受阻而非自噬起始缺陷。XFZY干预后LC3和p62表达下降,说明自噬流得到恢复,自噬体-溶酶体降解功能得到改善。免疫荧光染色进一步验证了p62在肾组织中的表达变化与Western blot结果一致。

综合上述结果,本研究得出结论:XFZY可通过调节AMPK/MTOR/ULK1信号通路激活自噬、恢复自噬流,从而减少肾小管损伤、抑制EMT和ECM沉积,最终减轻DKD诱导的肾间质纤维化。该研究不仅揭示了XFZY多成分、多靶点、多通路的作用特点,还为其临床用于DKD治疗提供了科学依据。研究亮点体现在三个方面:一是将UPLC-Q/TOF-MS成分鉴定与网络药理学和分子对接相结合,系统预测了XFZY的活性成分和作用靶点;二是通过体内外实验验证了AMPK/MTOR/ULK1自噬调控通路在XFZY抗纤维化中的关键作用;三是发现XFZY具有不依赖降糖的肾脏保护效应,为其在血糖控制不佳患者的临床应用提供了可能。研究也存在一定局限性,例如未深入探讨其他潜在靶点和通路的协同作用,未来需进一步阐明多成分协同机制。

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