黄芪经 PI3K/Akt 通路调控 ID2启动子甲基化抗腹膜纤维化机制探秘

腹膜透析（PD）是终末期肾病的重要治疗手段，但会引发腹膜纤维化（PF）。研究人员开展黄芪对 PF 干预机制的研究，发现黄芪可通过 PI3K/Akt 信号通路，调节 ID2启动子甲基化改善 PF。该研究为 PF 治疗提供新思路。

　　在医学领域，腹膜透析（PD）作为终末期肾病的有效治疗手段，为众多患者带来了希望。然而，长期使用生物不相容的 PD 液会引发一系列问题，其中腹膜纤维化（PF）最为棘手。PF 就像腹膜上的 “疤痕”，会导致腹膜组织重塑受损和器官功能障碍，严重影响患者的透析效果和生活质量。目前，虽然对腹膜间皮细胞（PMCs）的间皮 - 间质转化（MMT，即 PMCs 失去间皮特征，获得间质表型的过程）有了一定了解，但 PD 诱导 PF 的具体机制仍如同迷雾，尚未完全揭开，这也使得缺乏能有效改善疾病的药物。

黄芪，作为传统中药中的瑰宝，已有 2000 多年的药用历史，具有免疫调节等多种功效。为了探索黄芪对 PF 的作用机制，南京中医药大学附属医院的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为 PF 的治疗带来了新的曙光。

研究人员采用了多种关键技术方法。通过建立体内 PD 大鼠模型，模拟临床情况；运用全基因组 DNA 甲基化测序，全面分析正常、PF 模型和黄芪处理组大鼠的甲基化状态；利用实时荧光定量聚合酶链式反应（PCR）、蛋白质免疫印迹法（western blotting）在体内外验证相关指标；借助染色质免疫沉淀（ChIP）和荧光素酶报告基因检测等技术，深入探究基因与蛋白的相互作用。

研究结果如下：

1. TGF-β₁诱导体外异常 MMT 和 DNA 甲基化：研究人员发现，转化生长因子 -β₁（TGF-β₁）干预后，DNA 甲基转移酶 1（Dnmt1）和 DNA 甲基转移酶 3a（Dnmt3a，在 DNA 甲基化过程中起关键作用的酶）的表达呈剂量依赖性变化。5 - 氮杂 - 2'- 脱氧胞苷（5 - aza，一种 DNA 甲基化抑制剂）预处理可改变 MMT 标志物和 Dnmts 蛋白表达，敲低 Dnmt1/3a 基因也能改善 TGF-β₁诱导的 MMT，表明 Dnmt1/3a 诱导的 DNA 甲基化在体外 MMT 过程中起重要作用。
2. 黄芪改善体内外 MMT 和 DNA 甲基化：黄芪的主要活性成分黄芪甲苷 IV（AS - IV）在体外可调节 MMT 标志物和 Dnmt1/3a 表达，体内实验也证实黄芪能减轻腹膜病理变化，改善 MMT，降低 Dnmt1 和 Dnmt3a 蛋白水平。
3. PD 诱导 PF 的全基因组 DNA 甲基化变化：通过全基因组 DNA 甲基化测序分析，发现 PF 模型大鼠与正常大鼠相比，有大量基因的启动子区域甲基化发生改变。黄芪处理后，部分基因的甲基化状态也有所变化。KEGG 富集分析显示，丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、PI3K/Akt 等信号通路与 MMT 相关。
4. TGF-β₁通过 DNA 甲基化诱导 ID₂表达并招募 Dnmt3a：研究人员起初推测 Snail 基因启动子可能存在 DNA 甲基化并受 TGF-β₁调控，但亚硫酸氢盐测序结果显示其启动子区域甲基化无明显变化。进一步研究发现，ID₂（一种转录因子）在 PF 模型中甲基化，经黄芪处理后去甲基化。ChIP 和荧光素酶报告基因检测证实，Dnmt3a 可与 ID₂启动子结合，调节其表达。
5. ID₂通过 PI3K/Akt 信号通路调节 TGF-β₁诱导的 MMT：KEGG 富集分析表明 PI3K/Akt 信号通路与 PF 相关。转染 ID₂腺病毒（ID₂ OE）和 ID₂小干扰 RNA（ID₂ KD）实验显示，ID₂可调节 PI3K/Akt 信号通路活性，进而影响 MMT。
6. 黄芪在体内外均增加 ID₂表达：在体外，AS - IV 处理 HMrSV5 细胞后，ID₂蛋白水平增加；在体内，黄芪处理大鼠后，通过免疫组化检测发现膈肌中 ID₂表达升高。

研究结论和讨论部分指出，DNA 甲基化在 PF 中起着重要作用，ID₂是 DNA 甲基化的关键靶基因，其启动子甲基化受黄芪调节。黄芪通过靶向 Dnmt3a 介导的 ID₂启动子，经 PI3K/Akt 信号通路增加 ID₂表达，改善 MMT，从而减轻 PF。该研究为理解黄芪治疗 PF 的机制提供了新视角，揭示了 DNA 甲基化在纤维化疾病中的潜在调控作用，为开发治疗 PF 的新策略提供了理论依据，有望推动相关药物的研发，为终末期肾病患者带来更好的治疗选择 。