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五味子复方通过稳定VDAC1/Grp75/IP3R介导的MAMs改善糖尿病肾病的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月13日 来源:PhytoKeys 1.5
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推荐:糖尿病肾病(DKD)中线粒体-内质网结构域(MAMs)异常导致肾小管损伤的机制尚不明确。天津医科大学研究人员发现五味子复方(SM)通过稳定VDAC1/Grp75/IP3R轴增强MAMs完整性,调控细胞凋亡/自噬平衡,改善线粒体动力学,显著减轻纤维化。该研究为DKD的器官elle靶向治疗提供新策略。
糖尿病肾病(DKD)作为糖尿病最严重的微血管并发症,已成为全球终末期肾病的主要病因。传统治疗如肾素-血管紧张素系统抑制剂虽能延缓病情,但存在高钾血症、血管性水肿等副作用,且对进行性肾功能下降的剂量阈值仍存争议。更棘手的是,约40%糖尿病患者仅表现为肾小管间质病变而非典型肾小球损伤,凸显当前"肾小球中心论"治疗策略的局限性。近年提出的"肾小管中心假说"将目光转向线粒体密集的肾小管上皮细胞——这些细胞的能量代谢紊乱、钙信号失调与DKD进展密切相关,而连接线粒体与内质网的特殊结构"线粒体相关膜(MAMs)"正是调控这些过程的核心枢纽。
天津医科大学附属天津医院中西医结合南开医院的研究团队基于中医"补肾活血"理论,发现由五味子、川芎和煅牡蛎组成的复方(SM)能显著改善DKD患者的肾功能指标。为揭示其机制,研究人员通过高脂高糖饮食联合链脲佐菌素(STZ)注射建立DKD大鼠模型,结合高糖(HG)刺激的人肾小管上皮细胞(HK-2)模型,采用透射电镜观察MAMs超微结构,免疫荧光共定位分析VDAC1/IP3R相互作用,并通过慢病毒过表达MAMs解偶联因子FATE-1和稳定因子DsbA-L进行功能验证。
SM改善DKD大鼠肾功能和病理损伤
通过12周SM干预(1.5/3/6 g/kg/d),显著降低血清肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)和24小时尿蛋白(24-h UTP),减轻肾小管空泡变性和胶原沉积。HE和PAS染色显示SM中高剂量组使肾小管损伤评分降低40-60%,Sirius红染色显示胶原沉积面积减少35-55%。
SM通过VDAC1-Grp75-IP3R轴稳定MAMs结构
透射电镜发现DKD组线粒体-内质网间距>30nm的接触位点减少62%,SM-H组使MAMs数量恢复至正常75%。免疫荧光显示SM使VDAC1/IP3R共定位Pearson系数从DKD组的0.21±0.03提升至0.58±0.05。亚细胞分离证实SM上调线粒体融合蛋白Mfn2表达2.1倍,恢复Grp75在MAMs的分布。
SM调控线粒体动力学与细胞死亡程序
Western blot显示SM剂量依赖性抑制Drp1/Fis1表达,提升Mfn2水平;JC-1染色表明SM使线粒体膜电位(ΔΨm)红绿荧光比从HG组的1.2±0.2恢复至2.8±0.3。TUNEL检测显示SM使凋亡细胞减少68%,同时上调抗凋亡蛋白Bcl-2,下调cleaved-Caspase-3。自噬标志物LC3-II/LC3-I比值提升2.3倍,P62积累减少61%。
慢病毒验证MAMs的核心调控作用
过表达FATE-1使SM对VDAC1/IP3R共定位的改善作用降低47%,而DsbA-L过表达产生协同效应,使共定位系数进一步提高28%。功能上,FATE-1过表达抵消SM对纤维连接蛋白(fibronectin)的抑制作用,使其表达反弹142%。
UPLC-MS/MS鉴定12种入血成分
其中schisandrin C、senkyunone和betaine浓度最高,提示可能为关键活性物质。
这项研究首次阐明中药复方通过器官elle互作网络治疗DKD的机制:SM通过重构VDAC1-Grp75-IP3R三元复合物的空间构象,维持钙信号传导和能量代谢稳态,从亚细胞层面诠释了"补肾活血"理论的科学内涵。该发现为开发靶向MAMs的DKD治疗策略奠定基础,同时提示schisandrin C等成分可能作为先导化合物用于药物开发。研究也存在一定局限,如未验证各成分与MAMs蛋白的直接结合关系,临床转化时需注意人鼠剂量换算问题,这些都为后续研究指明方向。
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