三黄益肾胶囊通过诱导PINK1/Parkin介导的线粒体自噬并抑制NLRP3信号通路激活改善糖尿病肾病

San-Huang-Yi-Shen Capsule Ameliorates Diabetic Kidney Disease through Inducing PINK1/Parkin-Mediated Mitophagy and Inhibiting the Activation of NLRP3 Signaling Pathway.

作者信息Hanzhou Li, Yuansong Wang, Xiuhai Su, Qinghai Wang, Shufang Zhang, Wenjuan Sun, Tianyu Zhang, Mengxue Dong, Zhaiyi Zhang, Shuquan Lv
PMID36425593
发布时间2022-11-15
DOI10.1155/2022/2640209

实验完整度

文献包含DKD大鼠模型建立、SHYS治疗组比较、生化检测、组织染色、透射电镜、免疫荧光和western blot等多个实验层级,但缺乏体外实验和临床样本验证。

主要模型

高脂饮食联合STZ诱导的DKD大鼠模型 Sprague-Dawley (SD)大鼠

重点核对

DKD模型诱导条件:高脂饮食喂养7周后单次腹腔注射STZ 30 mg/kg,血糖≥16.7 mmol/L且尿蛋白≥20 mg/24 h确认模型成功 SHYS给药剂量:低剂量0.81 g/kg,高剂量1.62 g/kg,口服灌胃持续8周 对照组与模型组给予等体积蒸馏水(灌胃) 样本量:每组10只大鼠(对照组、模型组、SHYS低剂量组、SHYS高剂量组) 检测指标:FBG、体质量、血清Cr和BUN、24h尿蛋白、HOMA-IR、肾组织炎症因子和氧化应激指标

摘要

三黄益肾胶囊(SHYS)已在临床上用于治疗糖尿病肾病(DKD)。然而,SHYS对DKD的作用机制仍不清楚。在本研究中,我们采用高脂饮食联合链脲佐菌素(STZ)注射建立DKD大鼠模型,并通过口服灌胃给予不同剂量的SHYS,以确定SHYS对DKD的治疗效果。然后,我们研究了SHYS对PINK1/Parkin介导的线粒体自噬和NLRP3炎症小体激活的影响,以探讨SHYS治疗DKD的可能机制。我们的结果表明,SHYS可通过减少体重减轻、降低空腹血糖(FBG)水平、改善肾功能和胰岛素抵抗(IR)、抑制肾脏炎症反应和氧化应激来缓解DKD。此外,透射电子显微镜显示SHYS治疗改善了肾脏线粒体的形态。另外,western blot和免疫荧光染色显示SHYS治疗诱导了PINK1/Parkin介导的线粒体自噬,并抑制了NLRP3信号通路的激活。总之,我们的研究证明了SHYS对DKD的治疗作用。此外,我们的结果表明,SHYS促进PINK1/Parkin介导的线粒体自噬并抑制NLRP3炎症小体激活,从而改善线粒体损伤和炎症反应。

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
三黄益肾胶囊对糖尿病肾病是否具有治疗作用,其作用机制是否涉及PINK1/Parkin介导的线粒体自噬和NLRP3信号通路的调控。
核心机制
SHYS通过促进PINK1/Parkin介导的线粒体自噬,改善线粒体功能,进而抑制NLRP3炎症小体的激活,减轻肾脏炎症反应和损伤。
主要证据
在DKD大鼠模型中,SHYS改善肾功能指标和肾脏病理变化;透射电镜显示SHYS改善线粒体形态;western blot和免疫荧光显示SHYS增加PINK1、Parkin、LC3-II表达并降低p62、VDAC1、TOM20、COXIV水平,同时降低NLRP3、ASC、cleaved caspase-1、IL-1β和IL-18蛋白水平。
研究意义
该研究为SHYS治疗DKD提供了实验依据,提示SHYS可能通过诱导线粒体自噬和抑制NLRP3炎症小体激活来改善DKD,为临床应用提供科学证据。

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

DKD大鼠模型建立与分组给药

构建DKD大鼠模型,并评估SHYS的治疗效果

采用高脂饮食喂养7周后腹腔注射STZ(30 mg/kg)建立DKD模型,模型成功后分为模型组、SHYS低剂量(0.81 g/kg)和高剂量(1.62 g/kg)组,口服灌胃8周,对照组和模型组给予等体积蒸馏水。

2

生化指标检测

评估SHYS对肾功能、血糖、胰岛素抵抗和氧化应激的影响

检测血清Cr、BUN、FBG、空腹胰岛素(FINS),计算HOMA-IR;检测肾组织匀浆中SOD、GSH-Px活性和MDA水平;检测24小时尿蛋白。

3

肾组织病理学染色

观察SHYS对肾脏病理损伤和纤维化的影响

进行HE染色评估肾损伤,Masson和Sirius red染色评估胶原沉积,定量分析采用Image-Pro Plus 6.0。

4

线粒体形态和线粒体自噬检测

评估SHYS对线粒体形态和PINK1/Parkin介导的线粒体自噬的影响

透射电子显微镜观察线粒体形态和自噬体;western blot检测VDAC1、TOM20、COXIV、LC3、p62、PINK1、Parkin蛋白水平;免疫荧光检测Parkin与VDAC1、LC3与VDAC1、LC3与LAMP2的共表达。

5

NLRP3信号通路检测

评估SHYS对NLRP3炎症小体激活的影响

western blot检测NLRP3、ASC、cleaved caspase-1、成熟IL-1β和IL-18蛋白水平。

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
链脲佐菌素Solarbio Biotechnology Co., Ltd.--
肌酐检测试剂盒Nanjing Jiancheng Biological Engineering Institute--
血尿素氮检测试剂盒Nanjing Jiancheng Biological Engineering Institute--
尿蛋白检测试剂盒Nanjing Jiancheng Biological Engineering Institute--
超氧化物歧化酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Biological Engineering Institute--
丙二醛检测试剂盒Nanjing Jiancheng Biological Engineering Institute--
谷胱甘肽过氧化物酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Biological Engineering Institute--
大鼠胰岛素ELISA试剂盒Multi Sciences Biotechnology Co., Ltd.--
肿瘤坏死因子α ELISA试剂盒Multi Sciences Biotechnology Co., Ltd.--
白细胞介素1β ELISA试剂盒Multi Sciences Biotechnology Co., Ltd.--
白细胞介素6 ELISA试剂盒Multi Sciences Biotechnology Co., Ltd.--
VDAC1单克隆抗体Proteintech, Inc.66345-1-Ig
TOM20多克隆抗体Proteintech, Inc.11802-1-AP
COXIV多克隆抗体Proteintech, Inc.11242-1-AP
LC3多克隆抗体Proteintech, Inc.14600-1-AP
p62多克隆抗体Proteintech, Inc.18420-1-AP
PINK1多克隆抗体Proteintech, Inc.23274-1-AP
Parkin单克隆抗体Proteintech, Inc.66674-1-Ig
β-actin多克隆抗体Proteintech, Inc.20536-1-AP
HRP标记亲和纯化山羊抗兔IgG(H+L)Proteintech, Inc.SA00001-2
HRP标记亲和纯化山羊抗小鼠IgG(H+L)Proteintech, Inc.SA00001-1
兔抗NLRP3抗体Bioss Bioscience Co., Ltd.bs-10021R
兔抗ASC抗体Bioss Bioscience Co., Ltd.bs-6741R
抗IL-1β抗体Abcam, Inc.ab283818
抗caspase-1抗体Abcam, Inc.ab207802
抗IL-18抗体Abcam, Inc.ab191860
LAMP2抗体----
Image-Pro Plus 6.0----
Image J软件----
SPSS Statistics 20.0----

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
DKD模型建立
动物品系、性别、周龄、体重;高脂饮食配方及喂养时长;STZ剂量、给药途径、溶剂;模型成功标准(血糖、尿蛋白阈值)
阅读提示:Methods 2.3 Model Construction and Dosing
SHYS给药方案
SHYS剂量(低、高剂量)、给药途径(灌胃)、给药频率与时长;对照组处理
阅读提示:Methods 2.3 Model Construction and Dosing
样本采集与生化检测
尿液采集方法、离心条件;血液采集方法、离心条件;生化分析仪型号;试剂盒来源;组织匀浆制备条件
阅读提示:Methods 2.4 Biochemical Markers
ELISA检测
ELISA试剂盒品牌与货号;样本类型(血清/组织匀浆);操作步骤按说明书;HOMA-IR计算公式
阅读提示:Methods 2.5 ELISA
组织病理学染色
固定液、脱水、包埋、切片厚度;HE、Masson、Sirius red染色步骤;评分标准;图像分析软件及定量方法
阅读提示:Methods 2.6 Renal Tissue Histopathological Staining
线粒体形态和自噬检测
透射电镜样品制备、放大倍数;线粒体碎片化定量方法;western blot抗体稀释比、蛋白上样量;免疫荧光抗体稀释比、共定位定量方法
阅读提示:Methods 2.7 Immunofluorescence, 2.8 Western Blot, Figure 3-6 legends
NLRP3通路检测
western blot抗体稀释比、蛋白上样量;蛋白提取方法;内参选择
阅读提示:Methods 2.8 Western Blot, Figure 7 legend