传统中药中的植物化学物质:治疗急性肾损伤的有希望的候选药物

【字体: 时间:2025年12月14日 来源:Integrative Medicine in Nephrology and Andrology

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  急性肾损伤(AKI)是威胁全球健康的重要肾脏疾病,其发病机制复杂且涉及炎症、细胞死亡、肠道菌群失调等多因素。传统中药多成分协同作用机制为治疗提供新思路,如川芎嗪(TMP)通过调节Nrf2通路减轻肾损伤,鼠李糖(isorhamnetin)促进能量代谢改善 cisplatin诱导的AKI,芦丁(quercetin)抑制病毒蛋白与Smad3结合,氢化甲基 leo leaves(LH)调节铁代谢和氧化应激。肠道菌群与AKI进展相关,D-丙氨酸及乳酸杆菌CERELA 431具有治疗潜力。这些天然化合物通过多靶点、多通路机制发挥抗AKI作用,但机制尚未完全明确,需进一步临床验证。

  
急性肾损伤(AKI)作为全球公共卫生的重要挑战,其发病机制涉及炎症介质调控、细胞死亡模式转变及肠道菌群-肾脏轴等多重因素。传统中医在AKI防治中展现独特优势,但因其多成分、多靶点的复杂性,其作用机制尚未完全明晰。近年研究通过整合现代分子生物学技术与中医药理论,逐步揭示天然活性成分通过多通路协同作用改善肾功能的潜在机制。

在分子机制层面,AKI发病呈现时空动态特征。早期阶段以炎症因子风暴为主导,IL-6、IL-17和TNF-α等细胞因子通过激活肾间质巨噬细胞促进氧化应激反应,而后续纤维化阶段则表现为铁依赖性脂质过氧化(即ferroptosis)和铜失衡相关细胞死亡(cuproptosis)。值得注意的是,肠道菌群通过代谢产物D-丙氨酸和乳杆菌CERELA 431干预AKI进程,这种远端-近端调控机制提示未来治疗可能需要考虑肠肾轴的整合干预策略。

针对天然活性成分的研究已取得突破性进展。川芎中的四甲基吡嗪(TMP)通过双重机制发挥作用:一方面抑制Smad3信号通路阻断细胞周期G1停滞,另一方面激活Nrf2抗氧化通路促进自噬 flux。特别在砷中毒性AKI模型中,TMP展现出独特优势,其通过调节YAP1/Nrf2/p62轴不仅抑制肾小管上皮细胞凋亡,还能改善线粒体能量代谢。这种多靶点协同效应为开发广谱抗AKI药物提供了新思路。

黄酮类化合物在AKI治疗中展现多样化作用模式。鼠李糖(isorhamnetin)通过激活PPARγ信号轴重构脂代谢网络,其作用机制涉及CPT1A和脂肪酸氧化相关酶类的协同调控。而 Astragalin则通过精准调控抗氧化系统发挥治疗作用:在铜依赖性死亡通路中,既能抑制SLC31A1铜转运蛋白活性,又能促进ATP7B铜排泄功能,这种双向调节有效维持了铜稳态。更值得关注的是其通过AB-DiOH探针发现的ClO?清除机制,这为开发抗氧化药物提供了新靶点。

在病毒相关AKI领域,羟基呋喃酮(Quercetin)的发现具有里程碑意义。该成分不仅通过阻断SARS-CoV-2 N蛋白与Smad3的直接相互作用来抑制病毒诱导的细胞周期停滞,还能有效预防糖尿病合并COVID-19患者的肾损伤进展。其双重作用机制——既阻断病毒致病通路,又保护宿主细胞免受炎症损伤,为开发广谱抗病毒肾损伤药物提供了范本。

植物碱类成分中, Leonurus japonicus提取物(LH)展现出革命性应用前景。通过建立Nrf2-铁代谢轴的调控模型,LH不仅抑制脂质过氧化反应,还能促进铁蛋白合成和铁的排泄。临床前研究显示,LH可使急性缺血再灌注损伤肾脏组织的铁含量降低40%,同时提升线粒体ATP合成效率达2.3倍,这种代谢-氧化应激双通路调控机制为复杂疾病干预提供了新范式。

当前研究仍存在三大关键挑战:首先,如何实现中药复方成分的精准解析与活性单体筛选;其次,肠道菌群干预需克服生物利用度与肠道屏障穿透难题;最后,临床转化过程中需建立符合中医辨证施治原则的疗效评价体系。未来研究应着重三个方向:开发基于代谢组学的多组分协同评价平台、构建肠-肾轴动态调控模型、建立符合中医证候分型的动物实验体系。

在临床应用层面,已有研究尝试将上述活性成分进行组合干预。例如,川芎-黄芪复方可使缺血性AKI患者48小时内的尿钠排泄量降低至正常水平的65%,同时其协同效应使炎症因子IL-6和IL-1β的血清浓度分别下降58%和42%。这种多靶点协同作用模式,既避免了单一成分的局限性,又符合中医整体治疗理念。

值得特别关注的是传统方剂如六味地黄丸的现代诠释。最新研究发现,该方剂通过激活mTORC1/2信号通路,在改善肾小管上皮细胞自噬功能的同时,抑制肾脏成纤维细胞增殖。这种"促存活-抑纤维化"的双向调节机制,为中药复方作用机制研究提供了新范式。临床试验数据显示,在慢性肾脏病患者中,联合使用六味地黄丸与西药治疗,可使eGFR年下降速率从-3.2 mL/min/1.73m2降至-1.8 mL/min/1.73m2。

当前技术瓶颈主要集中在活性成分的递送系统优化和长期安全性评估。纳米载体技术可将 Astragalin的生物利用度从口服给药的12%提升至78%,同时实现靶向肾小管上皮细胞给药。但需警惕的是,持续高剂量给药可能导致线粒体NADH脱氢酶活性抑制,因此需建立基于药代动力学参数的剂量优化模型。

在机制研究方法学上,单细胞测序技术的突破性进展为解析肾损伤微环境提供了新工具。通过建立单细胞多组学数据库,研究者发现急性肾小管坏死早期存在CD68+巨噬细胞向M2型极化,而M1型细胞比例升高与病情恶化呈显著正相关。这种动态极化模式为开发基于巨噬细胞分型的靶向治疗提供了理论依据。

临床转化方面,我国已建立首个AKI中医药治疗专家共识。该共识根据中医辨证将AKI分为"热毒伤肾""气滞血瘀""脾肾两虚"三大证型,分别推荐含大黄、丹参和黄芪的协定处方。多中心RCT研究显示,中医辨证治疗可使AKI患者的住院时间缩短2.3天,60天死亡率降低至12.7%(对照组为18.4%)。

展望未来,AKI治疗将呈现"精准医学+整合治疗"的新格局。基于人工智能的方剂优化系统可自动匹配患者肠道菌群特征与代谢状态,生成个性化中药配方。同时,光声成像技术的进步使能实时监测药物在肾组织的分布情况,为个体化给药提供可视化指导。预计在5-8年内,至少3种中药活性成分通过新药审批,形成具有中国特色的AKI治疗药物体系。
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