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石脂方通过抑制Drp1介导的线粒体分裂和线粒体自噬改善高尿酸血症肾损伤的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月11日 来源:Journal of Ethnopharmacology 4.8
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本研究针对高尿酸血症(HUA)导致的肾小管上皮细胞线粒体损伤问题,上海中医药大学团队通过动物实验和细胞模型,揭示了传统中药复方石脂方(SZF)通过抑制Drp1介导的线粒体分裂、调节线粒体自噬(mitophagy)和氧化应激(ROS)发挥肾保护作用的分子机制。研究证实SZF能显著降低血清尿酸(SUA)、改善肾功能指标(Scr/BUN/NAG),为中药多靶点治疗代谢性疾病提供了科学依据。
高尿酸血症(HUA)已成为威胁现代人健康的"第四高",中国患病率高达14%,约1.87亿人深受其害。这种代谢紊乱不仅引发痛风,更会导致尿酸性肾病(UAN)甚至终末期肾病。当前临床降尿酸药物虽有效,但存在疗效局限和副作用等问题。而传统中药复方石脂方(SZF)在上海曙光医院应用20余年,临床显示其兼具降尿酸和保护肾功能双重功效,但其作用机制始终是未解之谜。
上海中医药大学研究团队在《Journal of Ethnopharmacology》发表的最新研究揭开了这一谜底。肾脏作为人体线粒体含量第二高的器官,其肾小管上皮细胞对尿酸(UA)诱导的线粒体应激异常敏感。当线粒体动力蛋白Drp1过度激活时,会破坏线粒体分裂-融合平衡,导致线粒体碎片化、功能紊乱,进而诱发细胞损伤。这项研究首次阐明SZF通过靶向调控Drp1维持线粒体稳态的全新机制。
研究团队运用RNA-seq转录组测序、HUA大鼠/小鼠模型和HK-2细胞实验三大技术体系。动物实验采用腺嘌呤联合氧嗪酸钾诱导HUA模型,细胞实验则通过尿酸刺激HK-2细胞建立损伤模型,并运用Drp1 siRNA基因沉默技术。关键检测包括透射电镜观察线粒体超微结构、免疫荧光共定位分析Drp1/TOM20/VDAC1等线粒体标记物、Western blot检测线粒体动态相关蛋白表达,以及MitoSOX Red探针测定线粒体活性氧(mtROS)等。
3.1 SZF改善HUA大鼠肾功能
通过检测SUA、血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)等指标,发现SZF显著改善肾功能。病理染色显示SZF组肾小管上皮细胞脱落减少,电镜下线粒体嵴结构完整,自噬泡数量明显少于模型组。
3.2 RNA-seq揭示ROS和线粒体自噬通路
转录组分析发现SZF干预后,活性氧(ROS)产生和线粒体自噬(mitophagy)相关通路显著富集。PCA分析显示各组基因表达谱存在明显分离,提示SZF可能通过调控这些通路发挥作用。
3.3 SZF抑制肾脏ROS产生
DHE荧光检测显示SZF组ROS水平显著降低,同时超氧化物歧化酶(SOD)活性升高、丙二醛(MDA)含量下降。Western blot证实SZF下调线粒体Drp1、LC3-II和Beclin-1表达,上调p62,表明其能抑制过度线粒体自噬。
3.4 线粒体自噬抑制加重肾损伤
使用自噬抑制剂氯喹(chloroquine)的HUA小鼠出现更严重的肾损伤,而自噬激活剂雷帕霉素(rapamycin)和Drp1抑制剂Mdivi-1则表现出与SZF类似的保护作用。电镜观察发现SZF和Mdivi-1组线粒体肿胀减轻,足突融合改善。
3.5-3.8 细胞实验验证Drp1靶点机制
在HK-2细胞中,SZF与Drp1 siRNA均能降低UA诱导的Drp1过表达,恢复线粒体膜电位(MMP),减少mtROS产生。联合干预效果最优,证实SZF通过抑制Drp1介导的线粒体分裂(MFF/FIS1↓)、促进融合(MFN1/MFN2/OPA1↑)来维持线粒体稳态。
这项研究首次从线粒体质量控制系统角度阐释了SZF的肾保护机制。传统中医认为"肾主气化",HUA病机与"肾气化失司、痰湿瘀阻"相关,而现代医学视角下,这正对应着线粒体能量代谢紊乱和氧化还原失衡。SZF通过多组分协同作用,同时调控Drp1介导的线粒体动力学、减轻氧化应激和炎症反应,体现了中药"整体调节"的治疗特色。
研究不仅为SZF临床应用提供了分子水平的科学依据,也为开发靶向Drp1的肾病治疗策略开辟了新思路。值得注意的是,SZF作为复方制剂,其多靶点特性在治疗HUA这类多因素疾病中展现出独特优势。未来研究可进一步解析方中车前子(Plantago asiatica L.)、白芥子(Sinapis alba L.)等单药活性成分的协同机制,并开展临床剂量效应研究,推动传统中药在现代精准医学中的应用。
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