益气解毒化瘀方通过促进自噬减轻糖尿病肾病大鼠肾损伤

Yiqi Jiedu Huayu Decoction Alleviates Renal Injury in Rats With Diabetic Nephropathy by Promoting Autophagy.

作者信息Chen Xuan, Yu-Meng Xi, Yu-Di Zhang, Chun-He Tao, Lan-Yue Zhang, Wen-Fu Cao
PMID33912044
发布时间2021-04-12
DOI10.3389/fphar.2021.624404

实验完整度

研究包含体内动物模型(STZ诱导的DN大鼠)、组织病理学分析、分子表达检测(qPCR、Western blot、IHC)及信号通路机制验证(PI3K/Akt、AMPK、mTOR),实验层级丰富,包含功能验证和机制验证。

主要模型

链脲佐菌素诱导的糖尿病肾病Sprague-Dawley大鼠模型

重点核对

STZ注射剂量:60 mg/kg单次腹腔注射 YJHD给药剂量:低0.6 g/kg、中1.2 g/kg、高2.4 g/kg,口服灌胃,每天一次,持续12周 糖尿病模型成功标准:空腹血糖两次检测均大于16.7 mmol/L 实验分组:正常对照组、正常对照+高剂量YJHD组、糖尿病组、厄贝沙坦组、YJHD低、中、高剂量组(每组n=10)

摘要

糖尿病肾病是糖尿病常见的微血管并发症,也是终末期肾衰竭的主要原因之一,给世界带来了沉重的医疗负担。益气解毒化瘀方是一种中药复方,已广泛用于糖尿病肾病的治疗,并取得了稳定可靠的治疗效果。然而,益气解毒化瘀方治疗糖尿病肾病的机制仍不清楚。本研究旨在探讨益气解毒化瘀方治疗糖尿病肾病的作用机制。将Sprague-Dawley大鼠随机分为正常对照组、糖尿病组、厄贝沙坦组和三个不同剂量益气解毒化瘀方组。采用链脲佐菌素构建动物模型,然后用益气解毒化瘀方连续治疗12周。在此期间采集血液和尿液样本,评估代谢和肾功能。根据肾脏外观、苏木精-伊红染色、Masson染色、过碘酸-雪夫染色、过碘酸-雪夫六胺银染色和透射电子显微镜评估肾脏病理损伤。通过免疫组织化学、免疫印迹和实时荧光定量PCR检测蛋白质和基因的表达水平。我们的结果表明,益气解毒化瘀方能有效改善肾功能,减轻肾脏病理损伤,包括系膜基质增生、基底膜增厚和纤维化。此外,益气解毒化瘀方通过减轻足细胞耗竭和形态损伤发挥足细胞保护作用,这可能是改善肾功能和减轻肾纤维化的关键。进一步研究发现,益气解毒化瘀方上调自噬相关蛋白LC3II和Beclin-1的表达,同时下调p62的表达,提示益气解毒化瘀方可促进自噬。此外,我们评估了mTOR通路(调节自噬水平的主要信号通路)以及上游PI3K/Akt和AMPK通路的活性。益气解毒化瘀方激活AMPK通路,同时抑制PI3K/Akt和mTOR通路,这可能对其促进自噬至关重要。总之,我们的研究表明,益气解毒化瘀方通过调节PI3K/Akt和AMPK通路的活性,进一步抑制mTOR通路并促进自噬,从而改善足细胞损伤,保护肾功能,减轻肾纤维化。本研究为益气解毒化瘀方的应用和进一步研究提供了支持。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探讨益气解毒化瘀方治疗糖尿病肾病的作用机制。
核心机制
YJHD可能通过调节PI3K/Akt和AMPK通路活性,抑制mTOR通路,进而促进自噬,改善足细胞损伤。
主要证据
在STZ诱导的DN大鼠模型中,YJHD(高剂量)显著改善肾功能和肾脏病理损伤,上调自噬蛋白Beclin-1和LC3II表达,下调p62表达,抑制mTOR通路磷酸化,并调节上游PI3K/Akt和AMPK通路活性。
研究意义
为YJHD治疗DN的应用和进一步研究提供实验依据和理论支持。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

YJHD成分鉴定

明确YJHD的主要化学成分。

采用UHPLC-QTOF-MS/MS对YJHD样品进行分析,结合数据库鉴定出15种化合物。

2

动物模型建立及药物干预

建立DN大鼠模型并评估YJHD的治疗效果。

SD大鼠随机分为7组,除正常对照组和正常对照+高剂量YJHD组外,其余组单次腹腔注射60 mg/kg STZ诱导DN模型。模型确认后,各组连续12周灌胃给药,评估代谢和肾功能指标。

3

肾脏病理损伤评估

评估YJHD对DN大鼠肾脏病理改变(包括系膜增生、基底膜增厚、纤维化和足细胞损伤)的影响。

通过肾脏外观、HE染色、Masson染色、PAS染色、PASM染色和透射电子显微镜观察肾脏组织病理结构,评估YJHD对肾脏病理损伤的改善作用。

4

肾功能及纤维化相关分子表达检测

评估YJHD对DN大鼠肾功能和纤维化相关蛋白及mRNA表达的影响。

采用生化检测法测定血清肌酐、尿素氮等肾功能指标,通过Masson染色观察胶原纤维沉积,采用免疫组织化学、Western blot和RT-qPCR检测纤维化相关蛋白(collagen IV、fibronectin)的表达水平。

5

自噬水平检测

评估YJHD对DN大鼠肾脏自噬水平的影响。

通过Western blot和RT-qPCR检测自噬相关蛋白(LC3II、Beclin-1、p62)及其mRNA的表达水平。

6

信号通路机制研究

探讨YJHD调节自噬的分子机制。

通过Western blot检测mTOR信号通路及上游PI3K/Akt和AMPK信号通路关键分子的表达水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
厄贝沙坦Sanofi-Aventis--
链脲佐菌素Sigma-Aldrich--
血清肌酐检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
血清尿素氮检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
尿蛋白检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
血清丙氨酸氨基转移酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
血清天冬氨酸氨基转移酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
TRIzol试剂Takara Bio--
PrimeScript RT试剂盒(带gDNA Eraser)Takara BioRR047A
TB Green Premix Ex Taq II试剂盒Takara BioRR820A
甲醇CNW Technologies--
甲酸CNW Technologies--
抗p62抗体Cell Signaling Technology5114
抗Beclin-1抗体Cell Signaling Technology3495
抗Akt抗体Cell Signaling Technology3063
抗p-Akt抗体Cell Signaling Technology4060
抗LKB1抗体Cell Signaling Technology3047
抗AMPK抗体Cell Signaling Technology2532
抗p-AMPK抗体Cell Signaling Technology2535
抗p-mTOR抗体Cell Signaling Technology5536
抗β-actin抗体Cell Signaling Technology4970
抗纤连蛋白抗体Abcamab2413
抗IV型胶原蛋白抗体Abcamab6586
抗LC3I/II抗体Abcamab128025
抗mTOR抗体Abcamab2732
抗PI3K抗体Abcamab191606
抗ULK1抗体Boster BioA00581-1
抗nephrin抗体Boster BioBA1669
抗podocin抗体Boster BioBA1688
抗IRS1抗体BiossBS-0172R
抗p-ULK1抗体Signalway Antibody12871
UPLC BEH C18色谱柱Waters--
Q Exactive Focus质谱仪Thermo Fisher Scientific--
BX53显微镜Olympus Corporation--
JEM-1400PLUS透射电子显微镜JEOL Ltd--
CFX Connect实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
Odyssey Fc双色红外激光成像系统LI-COR Biosciences--
SPSS 24.0统计软件IBM--
GraphPad Prism 8.0.1作图软件GraphPad Software--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
YJHD成分分析
UHPLC-QTOF-MS/MS参数:色谱柱、流动相、梯度洗脱程序、流速、进样量、质谱参数
阅读提示:Materials and Methods: UPLC-QTOF-MS Analysis
动物模型建立
大鼠品系、性别、周龄、体重、STZ剂量、造模成功标准、分组方案及动物数量
阅读提示:Materials and Methods: Animal Experiments
药物干预
YJHD剂量(低、中、高)、给药途径、给药频率和持续时间;厄贝沙坦剂量
阅读提示:Materials and Methods: Animal Experiments
肾功能及生化指标检测
血肌酐、尿素氮、24小时尿蛋白定量、血糖、ALT、AST等检测方法及试剂盒
阅读提示:Materials and Methods: Detection of Metabolic and Biochemical Indicators
组织病理学分析
染色方法、切片厚度、封片剂、显微镜型号;Masson染色步骤、PAS染色步骤、PASM染色步骤;透射电镜的固定、脱水、包埋及切片方案
阅读提示:Materials and Methods: Histological and Immunohistochemical Assays
免疫组化
抗原修复条件、一抗稀释比例、二抗孵育时间、图像采集和分析软件
阅读提示:Materials and Methods: Immunohistochemical Experiments
RT-qPCR
RNA提取方法、逆转录试剂盒、PCR反应条件、引物序列、内参基因(β-actin)
阅读提示:Materials and Methods: Real-Time Quantitative PCR Analysis; Table 2
Western blot
蛋白提取方法、蛋白定量方法、SDS-PAGE条件、一抗稀释比例、二抗类型和稀释比例、内参蛋白质(β-actin),检测用化学发光成像系统
阅读提示:Materials and Methods: Western Blot Analysis
统计分析
统计方法(one-way ANOVA,事后检验)、显著性水平、数据表示形式(均值±标准差)
阅读提示:Materials and Methods: Statistical Analysis