石斛碱通过激活SIRT1/FOXO3a通路改善糖尿病肾病中线粒体自噬介导的内皮细胞衰老

《Chinese Medicine》：Dendrobine ameliorates mitophagy-mediated endothelial senescence in diabetic kidney disease through activating the SIRT1/FOXO3a pathway

本研究针对糖尿病肾病（DKD）中肾小球内皮细胞衰老的关键病理环节，首次揭示传统中药石斛的主要活性成分石斛碱（Den）通过激活SIRT1/FOXO3a信号轴，增强线粒体自噬（Mitophagy），从而延缓内皮细胞衰老并改善肾功能。研究综合运用网络药理学、体内外衰老模型及基因干预技术，证实Den可显著降低衰老相关蛋白（p16、p21）及SASP因子表达，并明确SIRT1/FOXO3a通路的核心调控作用。该发现为DKD的抗衰老治疗提供了新靶点，凸显中药成分在代谢性疾病中的治疗潜力。

　　

糖尿病肾病（Diabetic Kidney Disease, DKD）作为糖尿病最严重的微血管并发症之一，全球约40%的糖尿病患者会进展为DKD，其病理特征包括肾小球硬化、基底膜增厚和肾小管损伤。目前，优化血糖控制对DKD患者的肾脏保护作用有限，亟需针对新型病理机制的药物。近年来，细胞衰老（Cellular Senescence）被证实与DKD进展密切相关：高糖环境加速肾脏细胞衰老，表现为衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）活性升高、衰老相关分泌表型（SASP）因子（如IL-6、IL-1β）释放及p16/p21蛋白表达上调。临床研究显示，DKD患者肾活检组织中p16阳性区域与蛋白尿严重程度正相关。然而，既往研究多聚焦于肾小管衰老，肾小球内皮细胞衰老的作用机制尚不明确。

线粒体自噬（Mitophagy）作为清除受损线粒体的关键过程，在DKD中显著受损，导致活性氧（ROS）累积并加速细胞衰老。去乙酰化酶SIRT1可通过调控转录因子FOXO3a的乙酰化状态影响线粒体自噬，但其在肾小球内皮衰老中的作用未被深入探索。传统中药铁皮石斛（Dendrobium officinale）具有抗衰老和肾脏保护作用，其活性成分石斛碱（Dendrobine, Den）已被报道可上调SIRT1表达并改善代谢紊乱，是否通过调控线粒体自噬延缓DKD进展仍未知。

为回答上述问题，张燕等人在《Chinese Medicine》发表研究，通过体内外实验揭示Den通过SIRT1/FOXO3a通路增强线粒体自噬、抑制内皮细胞衰老的机制。

研究采用以下关键技术方法：

1. 1.
   动物模型：使用12周龄db/db小鼠模拟DKD，以db/m小鼠为对照，Den（10/30 mg/kg）干预8周；
2. 2.
   细胞模型：高糖（HG, 40 mmol/L）诱导人脐静脉内皮细胞（HUVECs）衰老；
3. 3.
   表型评估：通过SA-β-Gal染色、Western blot、RT-qPCR检测衰老标志物（p16、p21、SASP）；
4. 4.
   机制探索：网络药理学预测靶点，透射电镜（TEM）观察线粒体形态，RNA测序（RNA-seq）筛选关键通路，SIRT1 siRNA及抑制剂Selisistat验证功能。

Den改善DKD小鼠肾功能与纤维化

Den干预显著降低db/db小鼠的血糖、尿微量白蛋白（mALB）、血肌酐（Scr）和尿素氮（BUN）水平，并缓解肾小球基底膜增厚和纤维化。H&E、PAS及Masson染色显示，Den组肾小球系膜指数和纤维蛋白（FN）沉积面积明显减少。

Den缓解肾小球衰老

网络药理学分析提示Den的肾脏保护作用与细胞衰老通路相关。SA-β-Gal染色显示Den显著降低肾小球SA-β-Gal阳性面积，Western blot和RT-qPCR证实Den下调p16、p21蛋白及mRNA水平，并抑制炎症因子（Il6、Il8、Il1b）和基质金属蛋白酶（Mmp1、Mmp3、Mmp10）表达。

Den抑制HG诱导的内皮细胞衰老

在HUVECs中，Den（10/40 μM）逆转HG导致的细胞活力下降，减少SA-β-Gal阳性细胞比例，并降低CDKN1A/p21、CDKN2A/p16及SASP因子表达。

Den通过增强线粒体自噬延缓衰老

TEM显示Den增加HG诱导的HUVECs中自噬溶酶体数量，降低线粒体损伤比例。Western blot表明Den上调线粒体自噬关键蛋白PINK1、Parkin、NIX和BNIP3表达。使用线粒体自噬抑制剂Mdivi-1后，Den的抗衰老作用被逆转，证实线粒体自噬为其核心机制。

Den激活SIRT1/FOXO3a通路

RNA-seq分析显示Den显著上调SIRT1 mRNA表达。Western blot验证Den促进SIRT1蛋白表达及FOXO3a去乙酰化（ac-FOXO3a）。SIRT1 siRNA敲低后，Den对FOXO3a去乙酰化和线粒体自噬相关蛋白的促进作用被抑制。

SIRT1/FOXO3a通路介导Den的抗衰老作用

SIRT1抑制剂Selisistat可逆转Den对DKD小鼠肾功能指标（mALB、Scr、BUN）和衰老标志物的改善作用，进一步证实该通路的必要性。

结论与意义

本研究首次阐明石斛碱通过激活SIRT1/FOXO3a通路增强线粒体自噬，延缓糖尿病肾病中肾小球内皮细胞衰老的分子机制。该发现不仅为DKD的抗衰老治疗提供了新靶点，也凸显了中药活性成分在调控代谢性疾病关键通路中的潜力。未来需进一步探索Den的长期安全性及其对其他肾脏细胞衰老的影响。