《Journal of Ginseng Research》：APMCG-1, a mountain-cultivated ginseng-derived glycopeptide, attenuates hyperglycemia-induced renal inflammation and fibrosis in diabetic kidney disease
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背景：山参（mountain-cultivated ginseng, MCG）残渣具有显著治疗潜力但未被充分利用。研究人员先前利用碱性蛋白酶辅助提取法从MCG残渣中分离出一种强效糖肽APMCG-1。方法：采用高糖（high glucose, HG）诱导的人肾近
背景：山参（mountain-cultivated ginseng, MCG）残渣具有显著治疗潜力但未被充分利用。研究人员先前利用碱性蛋白酶辅助提取法从MCG残渣中分离出一种强效糖肽APMCG-1。方法：采用高糖（high glucose, HG）诱导的人肾近端小管细胞和高脂饮食（high-fat diet, HFD）/链脲佐菌素（streptozotocin, STZ）处理的雄性C57BL/6J小鼠模型评估APMCG-1对糖尿病肾病（diabetic kidney disease, DKD）的作用。体内实验涉及雄性C57BL/6J小鼠，单次腹腔注射STZ（100 mg/kg），随后口服APMCG-1溶液8周。结果：组织学研究显示，APMCG-1治疗组从肾损伤和纤维化中恢复。体外实验用于评估保护作用及与纤维化和凋亡相关的蛋白。蛋白印迹法（Western blotting）显示促凋亡和促纤维化蛋白表达降低，包括Bax和cleaved caspase-3，同时抗凋亡蛋白Bcl-2表达增加。此外，与单独STZ组相比，APMCG-1治疗逆转STZ诱导的凋亡蛋白变化，降低Bax表达，增加Bcl-2表达。代谢组学分析显示，APMCG-1的肾脏保护作用与调节关键代谢物如苯酚硫酸盐（phenol sulphate）和苯丙酮酸（phenylpyruvic acid）相关。这些代谢物代表多个不同但可能相互关联的通路，这些通路是糖尿病肾病进展的核心，涉及硫酸盐/亚硫酸盐代谢、苯丙氨酸和酪氨酸代谢、氨回收、甘氨酸和丝氨酸代谢。结论：总体而言，研究人员的发现表明，APMCG-1是预防和治疗DKD的有前景治疗候选物，因为其减少氧化应激、抑制细胞凋亡并恢复肾脏代谢稳态。
糖尿病肾病（diabetic kidney disease, DKD）以进行性肾纤维化和肾小管上皮细胞凋亡为特征，二者由持续高血糖及下游致病级联驱动。慢性高血糖触发晚期糖基化终末产物积累，激活多元醇通路和蛋白激酶C信号，并诱导线粒体功能障碍，破坏肾组织细胞稳态。这些扰动促进促凋亡通路激活，导致Bax和cleaved caspase-3上调、Bcl-2下调，凋亡调节失衡加重肾小管上皮细胞丢失，损害肾小管重吸收和分泌功能，形成促炎微环境。同时，高血糖诱导的氧化应激和先天免疫激活放大肾脏炎症，刺激NF-κB和NLRP3炎症小体等促纤维化信号。HK-2细胞中凋亡失调和纤维化反应加重肾小管损伤和细胞外基质沉积。人参含ginsenosides和多糖；生长期超过20年的山参（mountain-cultivated ginseng, MCG）被视为栽培人参中质量最高者。前期研究显示ginsenosides对糖尿病肾病有益，人参来源糖肽等高分子量组分是重要活性化合物。研究人员先前从MCG残渣中分离出APMCG-1，并发现其可改善2型糖尿病心力衰竭中心脏功能障碍，通过抑制活性氧（reactive oxygen species, ROS）介导的凋亡和增强线粒体生物发生；在糖尿病骨骼肌中，APMCG-1显著降低血糖。研究人员意外观察到APMCG-1明显改善糖尿病肾损伤，因此开展该研究。研究人员采用网络药理学，从TCMSP检索人参成分，以口服生物利用度≥30%和类药性≥0.18筛选并预测靶点；从OMIM和GeneCards获取DKD相关靶点，构建蛋白-蛋白相互作用（protein–protein interaction, PPI）和“成分-靶点-通路”网络。体外使用人肾近端小管细胞HK-2（Procell），以20 mM葡萄糖诱导高糖（high glucose, HG）损伤，并给予APMCG-1 50、100、200 μg/mL。体内采用雄性C57BL/6J小鼠，高脂饮食（high-fat diet, HFD）4周后单次腹腔注射链脲佐菌素（streptozotocin, STZ）100 mg/kg，血糖≥16.7 mmol/L者纳入，第6–13周口服APMCG-1。采用组织学、免疫组化、Western blot、细胞染色和LC-MS代谢组学；代谢组学使用每组6只小鼠肾组织50 mg。动物伦理批准号2025912。研究得出，APMCG-1可减轻DKD肾损伤、凋亡、氧化应激和代谢紊乱，具有治疗候选价值。
3.1 APMCG-1改善糖尿病小鼠体重和肾功能。通过体重、血尿素氮、尿糖、尿蛋白/肌酐比值及H&E、Masson、Sirius Red染色检测。STZ组体重增长显著低于对照组，APMCG-1组与STZ单独组无显著差异；模型组血尿素氮、尿糖、尿蛋白/肌酐比值升高，APMCG-1干预后降低。组织学显示对照组肾小球结构正常、基底膜厚度均匀；STZ组肾小球基底膜增厚、系膜基质增加、肾小管扩张和管腔细胞碎片增多；APMCG-1组仍有部分病变但较STZ组明显减轻，氯沙坦治疗也较轻。结论为APMCG-1可逆转STZ诱导的肾损伤，保护2型糖尿病诱导的肾损伤。
3.2 网络药理学揭示人参干预糖尿病肾病机制。通过TCMSP筛选23个人参活性成分，预测116个靶点；OMIM和GeneCards获15135个糖尿病肾病潜在靶点，取110个重叠靶点。PPI网络含108个节点、990条边，核心枢纽靶点为TNF、AKT1、PTGS2、IL1B、PPARG，分别与61、60、55、55、47个靶点互作。基因本体（Gene Ontology, GO）富集1356项，包括1104个生物过程、81个细胞组分、171个分子功能；京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG）富集186条信号通路，前10核心通路包括AMPK、IL-17、MAPK、PI3K-Akt信号通路。“成分-靶点-通路”网络含47个节点、86条边，提示人参多靶点、多通路协同治疗糖尿病肾病。
3.3 APMCG-1调节肾组织关键凋亡蛋白表达。通过高碘酸-希夫（periodic acid–Schiff, PAS）染色、α-SMA免疫组化及Western blot检测Bax、Bcl-2、cleaved caspase-3。PAS显示STZ组系膜基质显著扩张、肾小球基底膜明显增厚，APMCG-1组病变明显减轻，系膜基质扩张减少、基底膜厚度接近对照组。α-SMA免疫组化进一步证明APMCG-1体内保护作用。Western blot显示对照组Bax和cleaved caspase-3低表达、Bcl-2较高；STZ组Bax和cleaved caspase-3显著增强、Bcl-2下调；APMCG-1组Bax和cleaved caspase-3显著弱于STZ组，Bcl-2显著上调。结论为APMCG-1通过调节凋亡相关蛋白恢复肾细胞凋亡平衡。
3.4 APMCG-1通过抗氧化和抗凋亡保护肾小管细胞。通过HK-2细胞活力、ROS、一氧化氮（nitric oxide, NO）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase, GPx）、肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor, HGF）、葡萄糖摄取、DCFH-DA、碘化丙啶（propidium iodide, PI）、Fluo-4 AM、JC-1染色及Western blot。HG诱导细胞活力随时间下降，APMCG-1剂量依赖性增加细胞活力，24 h选为最佳观察时间。ROS和NO浓度随APMCG-1浓度增加而降低；GPx和HGF水平显著增加；葡萄糖摄取降低。DCFH-DA、PI、Fluo-4 AM和JC-1染色显示保护作用，Western blot显示APMCG-1通过调节Bax、Bcl-2、cleaved caspase-3发挥抗氧化和抗凋亡作用。结论为APMCG-1通过强抗氧化和抗凋亡活性保护HG条件下HK-2细胞。
3.5 代谢组学阐明APMCG-1对肾脏代谢影响。通过LC-MS代谢组学，正交偏最小二乘判别分析（orthogonal partial least squares discriminant analysis, OPLS-DA）显示三组正离子模式清晰分离，200次置换检验R
2=0.66、Q
2=-0.529，模型可靠。以P≤0.05、变量投影重要性（variable importance in projection, VIP）≥1、折叠变化（fold change, FC）>1.2或<0.83筛选，鉴定10个差异代谢物。与对照组比，模型组4个显著上调、6个显著下调；APMCG-1使这些代谢物向对照组回归。代谢物包括Nutriacholic acid、Phytosphingosine、Phenylpyruvic acid、N-Acetyl-Leu、Phenol sulphate、Dihydrolipoate、L-Furosine、Vaccenic acid、Enterodiol、Leucylalanine。通路富集显示四个主要通路：硫酸盐/亚硫酸盐代谢、苯丙氨酸和酪氨酸代谢、氨回收、甘氨酸和丝氨酸代谢，其中硫酸盐/亚硫酸盐代谢改变最显著。结论为APMCG-1显著逆转糖尿病诱导的代谢紊乱，主要恢复氨基酸和硫代谢。
讨论部分总结：DKD进展以持续肾纤维化和肾小管损伤为特征，由高血糖诱导的代谢紊乱、氧化应激和慢性炎症复杂交织驱动。本研究显示APMCG-1在STZ诱导DKD模型中具有显著肾脏保护作用，治疗效应由改善代谢失调、减轻肾脏凋亡和纤维化以及促进自噬活性介导。HFD和STZ诱导的糖尿病模型重现人类DKD关键特征，包括高血糖、肾功能受损和特征性组织学损伤。DKD中持续高血糖导致肾小球高滤过和肾小管损伤，引起尿蛋白漏出和尿素排泄受损，临床反映为尿蛋白和血尿素氮升高。尿糖排泄增加因肾小管重吸收能力被滤过葡萄糖压垮，进一步导致渗透性利尿和肾损伤。研究人员糖尿病小鼠表现血 urea? 应写血尿素氮、尿糖和尿蛋白升高、体重下降及明显肾结构损伤，APMCG-1有效逆转这些改变。氧化应激和炎症诱导线粒体功能障碍，破坏促凋亡和抗凋亡蛋白平衡。较高Bax/Bcl-2比值促进线粒体外膜通透化，导致细胞色素c释放和caspase级联激活，包括关键执行者caspase-3。APMCG-1抗氧化和抗炎作用表现为ROS和NO降低，对减轻肾小管细胞线粒体凋亡通路至关重要。数据显示APMCG-1显著上调Bcl-2、下调Bax，稳定线粒体完整性，防止凋亡因子释放，并减少cleaved caspase-3激活。LC-MS代谢组学提供分子依据，糖尿病肾脏中硫酸盐/亚硫酸盐代谢、苯丙氨酸和酪氨酸代谢、氨回收、甘氨酸和丝氨酸代谢改变，APMCG-1给药后这些通路与模型最显著相关。苯酚硫酸盐是肠道菌群来源尿毒症毒素，经肝硫酸化生成，通过诱导线粒体氧化应激和耗竭内源性抗氧化剂促进足细胞损伤和蛋白尿；降低其水平可改善肾病理。APMCG-1恢复苯丙酮酸稳态也值得注意，苯丙氨酸和酪氨酸代谢失调反复与DKD进展相关，可能反映氨基酸代谢再平衡，减轻氧化和炎症应激。局限性：代谢组学结果来自单队列、无独立验证，未直接测量经典炎症细胞因子，动物实验仅评估单剂量APMCG-1。未来需靶向代谢组学验证、独立队列直接定量炎症介质、全剂量反应设计以及更大动物或临床研究。结论翻译：研究结果表明，APMCG-1对DKD具有显著保护作用。研究人员的发现证实，APMCG-1有效改善DKD关键标志，包括肾功能障碍、组织病理损伤和纤维化。其肾脏保护机制是多方面的，涉及抑制肾小管细胞凋亡和减少氧化应激。此外，代谢组学见解揭示APMCG-1恢复糖尿病肾脏代谢稳态。总体而言，这些结果表明APMCG-1是有前景的治疗候选物，值得进一步研究其治疗DKD的临床潜力。
