咖啡酸苯乙酯通过恢复PINK1介导的线粒体自噬保护糖尿病肾病肾小管上皮细胞免受铁死亡

本研究针对糖尿病肾病(DKD)中肾小管铁死亡的关键机制展开探索，发现咖啡酸苯乙酯(CAPE)通过靶向结合PINK1蛋白，挽救高糖诱导的线粒体自噬缺陷，从而抑制肾小管上皮细胞铁死亡。研究人员采用分子对接、DARTS/CETSA靶点验证及PINK1基因沉默等技术，证实CAPE通过PINK1-Parkin通路恢复线粒体稳态，降低线粒体ROS和铁过载，最终上调GPX4/SLC7A11表达。该研究为DKD治疗提供了新型靶向策略，发表于《Molecular Medicine》具有重要转化价值。

　　

糖尿病肾病(DKD)作为糖尿病最严重的微血管并发症之一，其发病机制复杂且缺乏有效治疗手段。传统研究多聚焦肾小球病变，但近年发现肾小管损伤在DKD进展中扮演关键角色。其中，铁死亡(Ferroptosis)这种铁依赖性脂质过氧化导致的程序性细胞死亡形式，已被证实与肾小管上皮细胞(TECs)损伤密切相关。高糖环境会诱发线粒体功能障碍，而线粒体作为细胞内铁代谢的核心场所，其稳态失衡将加剧铁死亡进程。然而，线粒体自噬(Mitophagy)缺陷如何参与DKD中铁死亡的调控，仍是亟待解决的科学问题。

苏州大学附属第二医院的研究团队发现，天然产物咖啡酸苯乙酯(CAPE)可显著改善DKD模型小鼠的肾小管损伤。通过建立STZ联合高脂饮食诱导的DKD小鼠模型和高糖培养的HK-2细胞模型，研究人员观察到CAPE治疗能逆转糖尿病相关的肾小球肥大、间质纤维化和炎症浸润。深入机制研究表明，CAPE通过直接结合PTEN诱导激酶1(PINK1)的活性口袋，增强该蛋白的热稳定性并抵抗蛋白酶降解，从而激活PINK1-Parkin介导的线粒体自噬通路。这种作用有效清除了受损线粒体，降低线粒体活性氧(mtROS)积累和细胞内铁过载，最终上调谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)和溶质载体家族7成员11(SLC7A11)的表达，抑制铁死亡关键标志物转铁蛋白受体1(TFR1)的上调。

研究采用多组学技术验证CAPE的作用靶点：1) 生物信息学分析筛选CAPE与铁死亡的31个交叉靶点，富集分析显示其显著集中于线粒体和自噬通路；2) 分子对接显示CAPE与PINK1结合能达-8.1 kcal/mol，形成4个氢键和π-π堆叠；3) DARTS和CETSA实验证实CAPE可增强PINK1蛋白稳定性；4) 免疫荧光显示CAPE促进Parkin Ser65磷酸化并增强其线粒体定位。在功能验证方面，研究团队运用JC-1检测线粒体膜电位、MitoSOX监测mtROS、Liperfluo标记脂质过氧化物，并结合透射电镜观察线粒体超微结构，系统证实CAPE通过PINK1依赖途径恢复线粒体功能。

关键研究发现包括：
CAPE改善糖尿病小鼠生化参数和肾小球病理变化
DKD模型小鼠表现出血糖升高、肾重/体重比增加、尿白蛋白/肌酐比(UACR)上升等典型症状。CAPE(5-10 mg/kg)治疗显著改善这些指标，但未影响血糖水平，提示其肾脏保护作用独立于降糖效应。

CAPE减轻糖尿病小鼠肾小管损伤
通过天狼星红染色和CD68免疫组化发现，CAPE可减少肾间质胶原沉积和巨噬细胞浸润。同时，CAPE恢复肾小管标志物E-钙黏蛋白(E-Cadherin)表达，降低尿8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)和肾损伤分子1(KIM-1)水平，证实其对肾小管上皮细胞的保护作用。

CAPE在体内外抑制铁死亡
在DKD小鼠和HG刺激的HK-2细胞中，CAPE显著提升GPX4和SLC7A11蛋白表达，降低TFR1水平，同时减少丙二醛(MDA)积累并恢复谷胱甘肽(GSH)含量。这些变化与铁死亡抑制剂Ferrostatin-1(Fer-1)效果相当，表明CAPE通过调控铁死亡关键通路发挥作用。

CAPE通过PINK1挽救线粒体自噬缺陷
临床样本分析显示DKD患者肾小管PINK1表达与估算肾小球滤过率(eGFR)呈正相关。CAPE治疗恢复HG诱导的LC3B-II/I比值下降、P62积累及线粒体-溶酶体共定位减少，促进受损线粒体清除。PINK1 siRNA可逆转CAPE对线粒体膜电位和mtROS的改善作用，确证PINK1是CAPE的关键作用靶点。

该研究首次阐明CAPE通过PINK1介导的线粒体自噬-铁死亡轴保护DKD肾小管上皮细胞的分子机制。不仅为DKD治疗提供新靶点，也为天然产物的靶向治疗开发提供范例。特别值得注意的是，CAPE对PINK1的特异性结合避免了广泛抗氧化剂可能引起的脱靶效应，这种精准调控模式为糖尿病并发症的药物设计开辟了新思路。研究结果发表于《Molecular Medicine》杂志，为转化医学研究提供了重要理论依据。