广金钱草多糖通过调控TGF-β/Smad通路抑制纳米草酸钙诱导的肾纤维化

本研究针对肾结石患者中普遍存在的草酸钙(CaOx)晶体沉积引发的肾纤维化临床难题，首次揭示了广金钱草多糖(Ds)通过靶向TGF-β/Smad信号通路抑制上皮-间质转化(EMT)的治疗潜力。团队通过RNA-seq筛选出TGF-β作为核心调控因子，结合体内外实验证实Ds能显著减少晶体沉积、改善肾功能并延缓纤维化进程，为临床防治结石相关性肾病提供了新型多糖类药物候选。

　　

肾结石作为全球高发的泌尿系统疾病，其中70-80%为草酸钙(CaOx)结石，约35%患者伴随肾损伤，29%进展为慢性肾病。晶体沉积引发的持续性氧化损伤和炎症反应会导致肾小管上皮细胞发生上皮-间质转化(EMT)，这是肾纤维化的关键病理基础。然而目前临床缺乏有效防治药物，患者最终可能发展为终末期肾病。传统中药广金钱草虽长期用于结石治疗，但其活性成分多糖(Ds)的抗纤维化机制尚未阐明。

为突破这一瓶颈，广州医科大学附属第一医院Sun Xin-Yuan团队在《Communications Biology》发表研究，综合运用转录组测序、小动物活体成像、免疫荧光染色等技术，通过临床样本分析、大鼠结石模型和HK-2细胞实验，系统揭示了Ds通过干扰TGF-β表达和分泌来抑制TGF-β/Smad通路激活的分子机制。研究特别采集了3例结石患者和3例肾癌患者的肾皮质组织进行比对，并建立乙二醇诱导的大鼠结石模型。

主要技术方法

1. 1.

   广金钱草多糖的提取与表征：采用水提醇沉法结合Sevag法去蛋白，通过FTIR和HPAEC进行结构鉴定

2. 2.

   纳米级COM晶体制备：直接沉淀法合成直径244±77 nm的晶体，XRD验证其晶型纯度

3. 3.

   多组学分析：对结石模型大鼠肾脏组织进行RNA-seq测序，结合GeneCards等5个数据库筛选核心基因

4. 4.

   体内分布追踪：ICG荧光标记Ds后，采用小动物成像系统观察4小时肾脏富集效应

5. 5.

   通路验证：通过ELISA检测TGF-β分泌，Western blot分析Smad2/3磷酸化水平

研究结果

Presence of renal fibrosis in stone kidney tissue

临床标本免疫荧光显示结石患者肾脏α-SMA表达显著升高，大鼠模型Masson染色证实胶原体积分数增加3.2倍，单细胞测序数据揭示结石组织TGF-β1 mRNA高表达。

Ds accumulates within the kidney and affords protection to renal function

ICG标记实验显示Ds在结石模型肾脏的荧光强度较正常组增强2.8倍。治疗组血清肌酐降低41%，尿素氮下降33%，晶体沉积面积减少68%，胶原体积分数下降57%。

Ds efficiently mitigates cellular damage induced by nano-COM

80μg/mL Ds使HK-2细胞存活率从模型组的54%提升至89%。透射电镜显示Ds组线粒体肿胀比例降低62%，ROS生成量下降2.3倍。

Ds delays the EMT process in HK-2 cells triggered by nano-COM

免疫荧光显示Ds维持上皮标志物CK-18表达，使波形蛋白(Vimentin)荧光强度降低71%。Western blot证实Ds抑制TGF-β分泌达64%，p-Smad2/3表达量减少58%。

Ds inhibits cellular EMT through regulation of TGF-β expression and secretion

TGF-β预处理使Ds的疗效部分逆转：细胞死亡率回升1.8倍，NRF-2蛋白表达下降42%，证实Ds主要通过调控TGF-β发挥作用。

结论与意义

该研究首次阐明广金钱草多糖(Ds)具有双重保护作用：一方面通过KEAP-1/NRF-2通路减轻氧化损伤，另一方面通过干扰TGF-β mRNA转录/翻译过程，抑制TGF-β/Smad信号通路激活，从而延缓EMT进程。这种"抗氧化-抗纤维化"双通路机制为临床防治结石相关性肾病提供了新思路，Ds有望开发为既能抑制结石形成又能延缓肾功能恶化的多靶点治疗药物。研究创新性地将传统中药活性成分与现代纳米晶体技术、多组学分析方法相结合，为中医药现代化研究提供了范式。