芪归生姜散通过非氧依赖性途径调节缺氧反应,改善糖尿病肾病:耦合网络药理学与实验验证

【字体: 时间:2025年11月28日 来源:Journal of Diabetes Research 3.4

编辑推荐:

  糖尿病肾病(DKD)的进展与缺氧反应密切相关,QGSJS汤剂通过多靶点调节抑制HIF-1α信号通路,改善肾功能和尿蛋白水平。

  
糖尿病肾病(DKD)是糖尿病进展至终末期肾脏疾病的常见并发症,其病理机制涉及慢性缺氧反应、炎症和纤维化。近年来,传统中医药在DKD治疗中的应用备受关注,其中 Qi-Gui-Sheng-Jiang-San(QGSJS)汤剂因结合了补气养血与祛风解毒的中医理论,在临床中表现出显著的肾脏保护作用。本研究通过整合网络药理学和体内实验,系统揭示了QGSJS抑制DKD的核心机制。

### 一、研究背景与意义
DKD的病理核心是长期缺氧导致的肾组织结构损伤。传统中医认为,DKD属“气虚血瘀”范畴,需通过调和气血、改善微循环实现治疗。QGSJS由当归补血汤(DGBXT)和升陷散(SJS)改良而成,包含黄芪、当归、僵蚕、大黄等药材,在临床应用中已验证其改善尿蛋白和肾功能的效果。然而,其作用机制尚未明确,本研究通过多维度分析,首次系统阐明QGSJS通过调控缺氧响应通路抑制DKD的分子机制。

### 二、网络药理学方法解析活性成分与靶点
研究采用网络药理学结合实验验证的方法,分三阶段展开分析:
1. **活性成分筛选**:通过TCMSP数据库和化学数据库筛选出57个候选成分,其中槲皮素、山柰酚和异鼠李素等黄酮类化合物占比较高。这些成分具有高口服生物利用度(OB≥30%)和药物-like性质(DL≥0.18),符合临床用药安全性要求。
2. **靶点预测**:整合GeneCards、OMIM和DrugBank数据库,发现QGSJS可作用于72个DKD相关靶点。核心靶点包括HIF-1α(缺氧诱导因子1α)、IL-6、VEGFA等,这些靶点在炎症、纤维化和血管生成中起关键作用。
3. **PPI网络构建**:利用STRING数据库构建蛋白互作网络,筛选出HIF-1α、NFKBIA、IL-6和VEGFA为关键枢纽基因。HIF-1α作为核心调控因子,与VEGFA形成正反馈环路,同时与NF-κB、STAT3等炎症信号通路紧密关联。

### 三、关键实验结果
1. **成分验证**:HPLC-MS证实QGSJS含有11种主要成分,包括黄芪甲苷、当归皂苷、大黄酸等,与网络药理学预测高度一致。
2. **动物模型改善**:db/db糖尿病小鼠实验显示,QGSJS组较模型组体重增长减缓(p<0.05),空腹血糖(FBG)和糖化血清白蛋白(GSP)显著降低(p<0.01),同时血肌酐(Cr)和尿素氮(BUN)水平改善,证实其肾脏保护作用。
3. **分子机制验证**:
- **HIF-1α通路抑制**:QGSJS显著降低肾组织HIF-1α蛋白表达(p<0.001),但PHD2(HIF-1α降解酶)水平未受影响,提示其作用可能通过非氧依赖途径实现。
- **炎症因子调控**:血清IL-6、TNF-α和IL-1β水平较模型组下降30%-50%(p<0.01),病理切片显示肾间质炎症细胞浸润减少。
- **纤维化指标改善**:Masson染色显示肾小管间质纤维化面积减少42%,TGF-β1表达下降(p<0.05),证实抗纤维化作用。

### 四、作用机制解析
1. **多靶点协同调控**:
- **HIF-1α负调控**:通过抑制PI3K/Akt、NF-κB和STAT3三条信号通路,阻断HIF-1α的稳定性和转录活性。其中,槲皮素抑制HIF-1α核转位,山柰酚下调STAT3磷酸化,异鼠李素抑制NF-κB活化。
- **血管稳态调节**:降低VEGFA和VEGFR表达(p<0.001),抑制异常血管生成,同时上调一氧化氮合成酶(iNOS)活性,改善微循环。
2. **非氧依赖途径创新性发现**:
- 实验首次证实QGSJS通过抑制Akt磷酸化(p-Akt下降40%)和NF-κB核转位,间接调控HIF-1α表达,这与传统认为的氧依赖降解机制形成互补。
- NOTCH1信号通路被抑制,提示可能通过调节细胞增殖相关通路发挥抗纤维化作用。

### 五、临床转化价值
1. **复方优势**:QGSJS结合了DGBXT的补气养血作用(黄芪、当归)和SJS的解毒通络效果(僵蚕、大黄),形成"扶正祛邪"的协同效应。
2. **多维度疗效**:除肾脏保护外,还能改善胰岛素抵抗(HOMA-IR降低31.5%),调节脂代谢(TC下降28%,TG降低25%),体现中医"整体观"的治疗特点。
3. **安全性验证**:实验未发现对PHD2的显著抑制,提示未干扰正常HIF-1α降解机制,安全性较高。

### 六、研究局限与展望
1. **机制深度**:HIF-1α非氧依赖调控的具体分子开关尚未明确,需进一步研究mTORC1和AMER1等潜在调控蛋白。
2. **复方复杂性**:57个活性成分可能通过超过200条信号通路发挥作用,建议采用单成分-多靶点网络分析揭示协同机制。
3. **临床转化**:需开展多中心临床试验验证疗效稳定性,并建立基于代谢组学的精准用药模型。

### 七、对中医理论的现代诠释
本研究从分子层面印证了中医"复方配伍"理论:DGBXT(黄芪、当归)通过激活PI3K/Akt通路增强细胞适应性,而SJS(僵蚕、大黄)通过抑制NF-κB和STAT3通路减轻炎症反应。两者协同作用形成"激活保护"的双向调节,符合中医"虚实夹杂"的病机认知。

### 八、总结
QGSJS通过多靶点、多途径协同作用实现DKD治疗:①抑制HIF-1α的非氧依赖性激活;②阻断IL-6/STAT3和TNF-α/NF-κB炎症信号;③调节VEGF介导的异常血管生成。其作用机制突破传统"缺氧适应"理论框架,为中药复方现代化研究提供了新范式,提示未来可开发基于HIF-1α/VEGF双靶点的中药新药。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号