金丝桃苷通过抑制足细胞中AKT1介导的PANoptosis改善狼疮性肾炎:整合网络药理学与实验验证

Hyperoside ameliorates lupus nephritis by suppressing AKT1-mediated PANoptosis in podocytes: integrating network pharmacology and experimental validation.

作者信息Lili Cheng, Zhongfu Tang, Ming Li, Chuanbing Huang
PMID41573714
发布时间2026-01-07
DOI10.3389/fphar.2025.1726254

实验完整度

包含网络药理学、分子对接、体外细胞模型(MPC-5)及体内MRL/lpr小鼠模型,并进行了功能验证(AKT1敲低/过表达)和机制验证(PI3K/AKT通路)。

主要模型

MPC-5小鼠足细胞 MRL/lpr小鼠狼疮模型 MRL/MpJ小鼠对照

重点核对

Hyperoside剂量:50、100、200 mg/kg/天(口服灌胃6周) 免疫复合物(IC)处理足细胞:2 μg/mL dsDNA ICs处理24小时 AKT1敲低/过表达通过AAV尾静脉注射(shRNA/OE)或细胞转染 抑制剂量:VX-765 10 μM、Nec-1 20 μM、Z-VAD 5 μM

摘要

背景:狼疮性肾炎(LN)是系统性红斑狼疮(SLE)最常见和最严重的并发症之一,由于其复杂的发病机制,治疗仍具挑战性。金丝桃苷(Hyp)是一种天然黄酮醇苷,是许多中药和草药中的关键活性成分,已通过多种信号通路显示出肾脏保护作用,有望用于LN治疗。然而,其在LN中肾脏保护作用的潜在机制,特别是对PANoptosis的调控潜力,仍未被探索。目的:本研究探讨PANoptosis在LN发病机制中的作用,重点关注蛋白激酶B(AKT1)介导的足细胞PANoptosis,以阐明Hyp的治疗机制。方法:使用SwissTargetPrediction数据库预测Hyp的潜在靶点,从GeneCards数据库获取LN相关靶点。重叠靶点被确定为潜在关键靶点,构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络以筛选核心靶点。通过DAVID数据库对这些重叠靶点进行GO和KEGG分析,以预测Hyp抗LN的机制。使用AutoDock(版本1.5.7)进行Hyp与核心靶点的分子对接,并用PyMOL进行可视化。最后,进行体内和体外实验,包括H&E染色、TUNEL染色、免疫荧光、流式细胞术、蛋白质印迹、免疫组织化学和PCR,以评估肾脏病理、细胞死亡以及关键靶点和PANoptosis标志物的mRNA/蛋白表达水平。结果:网络药理学和分子对接分析表明AKT1是Hyp和LN共有的核心靶点,Hyp与AKT1表现出稳定结合。实验验证表明,Hyp治疗抑制了MRL/lpr小鼠足细胞PANoptosis并减轻了肾损伤。机制上,Hyp通过调节PI3K/AKT轴抑制PANoptosis。AKT1过表达减弱了Hyp的治疗效果,证实了其在LN发病中的关键作用。结论:本研究揭示了AKT1介导的足细胞PANoptosis是LN的关键机制,并确立Hyp作为一种靶向该通路的有前景的治疗药物。这些发现为LN治疗提供了一种新颖且可临床转化的策略。

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
PANoptosis是否参与狼疮性肾炎(LN)发病,且金丝桃苷(Hyp)是否通过调控AKT1介导的足细胞PANoptosis发挥肾脏保护作用?
核心机制
Hyp通过抑制AKT1磷酸化,进而阻断PI3K/AKT信号通路下游的PANoptosis,即同时抑制细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡,从而减轻足细胞死亡和肾损伤。
主要证据
体内实验显示Hyp降低MRL/lpr小鼠蛋白尿、改善肾病理、抑制PANoptosis标志物(p-MLKL、caspase-1、caspase-3、GSDMD-N);体外实验显示Hyp抑制IC诱导的足细胞PANoptosis,而AKT1过表达减弱其保护作用;敲低AKT1则减轻细胞死亡。
研究意义
作者提出AKT1介导的足细胞PANoptosis是LN的关键机制,Hyp可作为靶向该通路的新型治疗药物,为LN治疗提供可临床转化的策略。

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

网络药理学与分子对接预测靶点

预测Hyp治疗LN的潜在核心靶点及结合模式。

通过SwissTargetPrediction预测Hyp靶点,GeneCards获取LN靶点,取交集得49个重叠靶点;构建PPI网络,筛选核心靶点(AKT1等);利用DAVID进行GO和KEGG富集分析;用AutoDock和PyMOL进行分子对接。

2

体内外验证PANoptosis参与LN病理

验证在LN中足细胞是否存在PANoptosis及其功能意义。

在MRL/lpr小鼠中检测肾病理(H&E)、蛋白尿、足细胞标志物(IHC)、PANoptosis标志物(IF/WB);在MPC-5细胞中用ICs刺激,并用不同抑制剂(VX-765、Nec-1、Z-VAD)处理,检测细胞死亡。

3

评估Hyp对IC诱导足细胞PANoptosis的保护作用

检测Hyp是否能抑制足细胞中的PANoptosis。

在ICs刺激和不同浓度Hyp处理下,检测细胞死亡(TUNEL、流式)、PANoptosis标志物(mRNA/蛋白)及IL-18分泌,并通过Co-IP检测PANoptosome装配。

4

体内评估Hyp对MRL/lpr小鼠肾病理和PANoptosis的改善作用

验证Hyp在动物模型中是否缓解LN相关的肾损伤。

给MRL/lpr小鼠灌胃不同剂量Hyp或泼尼松6周,检测肾组织病理(H&E)、蛋白尿、细胞死亡(TUNEL)、足细胞标志物(IHC)、PANoptosis标志物(IF/WB)。

5

探索Hyp对AKT1及PI3K/AKT通路的影响

探究Hyp是否通过PI3K/AKT1通路调控PANoptosis。

检测MRL/lpr小鼠肾组织和MPC-5细胞中AKT1、p-AKT1、p-PI3K的表达,并用PI3K siRNA敲低进一步验证上游调控。

6

验证AKT1在足细胞PANoptosis和LN进展中的关键作用

确定AKT1是否作为PANoptosis的上游调节因子参与LN。

在MRL/lpr小鼠中通过AAV敲低或过表达AKT1,检测肾病理和PANoptosis标志物;在MPC-5细胞中敲低或过表达AKT1,检测PANoptosis相关基因和蛋白表达。

7

验证Hyp通过抑制AKT1介导的PANoptosis发挥保护作用

验证Hyp对AKT1-PANoptosis轴的抑制作用。

在MRL/lpr小鼠中通过AAV过表达AKT1,并给予Hyp处理,检测肾损伤和PANoptosis标志物;在稳定过表达AKT1的MPC-5细胞中验证Hyp效果是否被逆转。

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
金丝桃苷Shanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd.B20631
醋酸泼尼松片Tianjin Tianyao Pharmaceutical Co., Ltd.H12020689
DMEM培养基CytivaSH30022.01
胎牛血清Gibco10099-141
青霉素-链霉素Beyotime BiotechnologyC0222
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen2307486
CCK-8试剂盒BiosharpBS350B
胰蛋白酶Beyotime BiotechnologyC0201
磷酸盐缓冲液CytivaSH30256.01
TRIzol试剂Invitrogen15596018CN
PrimeScript™ RT反转录试剂盒(含gDNA Eraser)TaKaRaRR047A
Novostart SYBR qPCR 预混液NovoproteinE096-01B
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
PVDF膜MilliporeIPVH00010
ECL化学发光试剂盒BiosharpBL520A
Annexin V-FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒LiankeBioAP101
MRL/MpJ小鼠Shanghai SLAC Laboratory Animal Co., Ltd.SCXK(Hu)2022-0004
MRL/lpr小鼠Shanghai SLAC Laboratory Animal Co., Ltd.SCXK(Hu)2022-0004
抗Synaptopodin抗体Proteintech21064-1-AP
抗Nephrin抗体Biossbs-10233R
抗Podocalyxin抗体Biossbs-1345R
抗Podocin抗体Biossbs-6597R
抗NLRP3抗体AffinityDF7438
抗RIPK3抗体Biossbs-3551R
抗Caspase-9抗体Biossbs-0049R
TUNEL检测试剂盒ElabscienceE-CK-A320
尿蛋白检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC035-2-1
小鼠足细胞MPC-5iCell Bioscience Inc.--

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
网络药理学分析
Hyp靶点预测概率>0,LN相关靶点评分高于中位数,重叠靶点筛选
阅读提示:Materials and Methods 2.1
分子对接
结合能低于-5 kcal/mol,采用AutoDock Vina默认参数
阅读提示:Materials and Methods 2.1,Figure 2
细胞培养与IC刺激
MPC-5细胞培养条件,IC浓度2 μg/mL处理24小时,siRNA/质粒转染试剂及条件
阅读提示:Materials and Methods 2.3, 2.4, Results 3.2
体外PANoptosis抑制实验
抑制剂浓度:VX-765 10μM、Nec-1 20μM、Z-VAD 5μM,预处理时间,细胞死亡检测方法
阅读提示:Results 3.2, Figure 3K
动物实验
MRL/lpr小鼠雌性8周龄,分组及剂量:Hyp 50/100/200 mg/kg,Pred 5 mg/kg,灌胃6周,麻醉处死方法
阅读提示:Materials and Methods 2.9
AKT1体内敲低/过表达
AAV注射剂量200 μL(尾静脉),注射时间点(10周龄),实验周期(敲低8周,过表达4周后加Hyp处理4周)
阅读提示:Materials and Methods 2.10
肾组织病理与功能检测
H&E、IHC、IF、TUNEL、尿蛋白检测方法及抗体稀释度(文中未明确说明)
阅读提示:Materials and Methods 2.11
统计分析方法
独立样本t检验、单因素方差分析,p<0.05,软件SPSS 26.0
阅读提示:Materials and Methods 2.12