中药复方-热点思路: 金蝉益肾通络方通过HIF-1α-PINK1-Parkin通路改善糖尿病肾病线粒体功能障碍和细胞凋亡

【写在前面】：本期推荐的是由广州中医药大学深圳中医医院医院、北京中医药大学附属东直门医院、北京中医药大学肾脏研究所等研究团队合作近期发表于Journal of Ethnopharmacology(IF4.8）的一篇文章，揭示金蝉益肾通络方通过HIF-1α-PINK1-Parkin通路改善糖尿病肾病线粒体功能障碍和细胞凋亡。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

JinChan YiShen TongLuo Formula ameliorate mitochondrial dysfunction and apoptosis in diabetic nephropathy through the HIF-1α-PINK1-Parkin pathway

民族药理学相关性

中药金蝉益肾通络方治疗糖尿病肾病已有数十年的临床应用。中医认为DN的核心病机是“肾虚络阻”，而JCYSTL具有“补肾清络”的作用，从而减轻糖尿病对肾脏结构和功能的损害。从现代医学的角度来看，线粒体损伤是DN发病的重要因素。我们的研究表明，JCYSTL对线粒体自噬和线粒体功能的调节可能是其良好临床疗效的内在机制之一。

研究目的

本研究旨在探讨JCYSTL肾脏保护作用的机制。

材料和方法

采用单侧肾切除术联合低剂量链脲佐菌素腹腔注射DN大鼠模型和高糖（HG）加缺氧诱导的HK-2细胞，探讨JCYSTL对HIF-1α/线粒体自噬途径、线粒体功能和细胞凋亡的影响。

结果

JCYSTL治疗显著降低DN大鼠的蛋白尿、血清肌酸酐、血尿素氮和尿酸水平，并增加肌酸酐清除水平。在体外，含有JCYSTL配方的药物血清增加了线粒体膜电位（MMP）；线粒体呼吸链复合体I、III和IV的活性得到改善；降低凋亡细胞百分比和凋亡蛋白Bax的表达；并增加HG/缺氧诱导的HK-2细胞中抗凋亡蛋白Bcl-2的表达。治疗组在HG/缺氧诱导的HK-2细胞中表现出PINK1、Parkin和LC3-II的积累增加，P62水平降低，而在PINK1敲低的HK-2细胞中，JCYSTL不能改善HG/缺氧引起的Parkin、LC3-II和P62的变化。当PINK1敲低损害线粒体自噬时，JCYSTL对Bax的抑制作用及其对MMP和Bcl-2的促进作用消失。JCYSTL治疗组在体内显示出明显高于模型组的HIF-1α表达，这与FG-4592在DN大鼠中的作用相当。PINK1敲低不影响暴露于HG/缺氧的JCYSTL处理的HK-2细胞中HIF-1α的积累。JCYSTL和FG-4592都改善了DN大鼠肾小管中的线粒体形态异常，并降低了线粒体呼吸链复合体的活性。JCYSTL或FG-4592给药削弱了DN大鼠的线粒体凋亡信号，如Bax和Caspase-3表达增加和凋亡率增加。

结论

这项研究表明，JCYSTL配方通过稳定HIF-1α来激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬，以保护肾小管免受糖尿病条件下线粒体功能障碍和细胞凋亡的影响，为DN的治疗提供了一种有前景的疗法。

图文摘要

【前言】

近几十年来，全球糖尿病患者人数有所增加，从1980年的1.08亿（世界卫生组织，2016年）增加到2019年的4.63亿（国际糖尿病联合会，2019年）。目前的预测表明，到2045年，这一数字将超过7亿（国际糖尿病联合会，2019）。大约三分之一的糖尿病患者发展为糖尿病肾病（DN），这是导致全球每年超过95万人死亡的终末期肾病的主要原因。然而，由于DN的复杂发病机制和对进行性肾功能障碍机制的了解不足，这些患者可以选择次优的治疗方案。迫切需要更好地了解糖尿病肾病发病机制，以促进有效和安全的治疗方法的开发，这些治疗方法可针对糖尿病肾病的早期阶段。

中医药在中国已经使用了2000多年，被广泛认为是多种疾病的治疗和/或治愈方法。目前，中医药治疗是预防或阻止糖尿病肾病进展的一种很有前途的治疗方法。中医认为“肾虚络瘀”是DN的基本病机，因此主张“补肾清络”治疗。我们团队开发了治疗DN有效的金蝉益肾通络方。然而，金蝉益肾通络方在DN治疗中的作用机制尚不清楚。考虑到HIF-1α/线粒体自噬途径在DN发生和发展中的重要作用，以及金蝉益肾通络方中的一些中药，如黄芪和水蛭，可以调节HIF-1α、自噬和线粒体功能，探讨JCYSTL对HIF-1α/线粒体自噬途径的调节作用具有重要意义。本研究旨在通过HIF-1α/线粒体自噬介导的线粒体功能障碍和细胞凋亡来确定JCYSTL对单侧肾切除术加链脲佐菌素诱导的肾损伤和高糖/缺氧诱导的HK-2细胞的保护作用。

【结果部分】

1.金蝉活络方（JCYSTL）和FG-4592对DN大鼠肾脏形态及功能的影响。

2.含JCYSTL方的药物血清对HG/缺氧诱导的HK-2细胞线粒体功能障碍和细胞凋亡的影响。

3.含JCYSTL方的药物血清对HG/缺氧诱导的HK -2细胞线粒体吞噬的影响。

4.含JCYSTL方的药物血清对HG/缺氧-446诱导的HK -2细胞线粒体吞噬的影响。

5.JCYSTL对PINK1 基因下调后HK-2细胞线粒体功能障碍和凋亡的影响。

6.JCYSTL对DN大鼠HIF-1α表达的影响。

7.JCYSTL通过HIF-1α调控PINK/parkin介导的线粒体吞噬。

8.敲除PINK1对HK-2细胞中HIF-1α表达的影响。

9.HIF-1α的上调可改善DN大鼠肾小管的线粒体功能障碍和细胞凋亡。

10.JCYSTL方在糖尿病条件下的小管细胞中通过激活HIF-1α/线粒体吞噬通路改善线粒体功能障碍和抑制凋亡的保护机制示意图。

【结论与讨论】

综上所述，我们目前的研究表明，JCYSTL方通过稳定HIF-1α激活PINK1/parkin介导的线粒体吞噬，以保护肾小管免受线粒体功能障碍和凋亡。因此，使用JCYSTL靶向验证该通路显示JCYSTL可能是一种很有前途的治疗DN的策略。

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