槲皮素通过调节内质网应激通路改善高尿酸血症大鼠肾损伤

Quercetin ameliorates renal injury in hyperuricemic rats via modulating ER stress pathways.

作者信息Huan Liu, Qi Yang, Shuiying Wang, Tingting Wang, Lihua Pan, Xue Wang, Yangfeng Chi, Zhouhui Jin
PMID40963680
发布时间2025-09-16
DOI10.3389/fphar.2025.1660599

实验完整度

包含大鼠疾病模型、组织学、免疫组化、qPCR、Western blot、ELISA、TUNEL等多层级实验,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

腺嘌呤和氧嗪酸钾诱导的高尿酸血症大鼠模型 大鼠肾组织

重点核对

大鼠品系、性别、体重(Sprague-Dawley雄性,180-220g)及分组(每组8只) 诱导剂腺嘌呤剂量100 mg/kg和氧嗪酸钾剂量1.5 g/kg,给药方式口服,持续4周 槲皮素剂量(50 mg/kg和100 mg/kg)及给药方式(口服灌胃) 阳性对照非布司他剂量(5 mg/kg)及给药方式(口服灌胃) 检测指标:血清BUN、肌酐、尿酸、血压,肾组织病理及分子表达

摘要

高尿酸血症是慢性肾脏病(CKD)的关键危险因素,但有效的治疗方法仍然有限。本研究证明槲皮素通过多方面机制在高尿酸血症诱导的CKD中发挥有效的肾脏保护作用。在由腺嘌呤(0.1 g/kg)和氧嗪酸钾(1.5 g/kg)诱导的高尿酸血症大鼠中,槲皮素治疗(50或100 mg/kg)通过降低尿ACR、血清肌酐、尿酸、BUN和血压,显著改善肾功能,同时减轻肾脏炎症、纤维化和晶体沉积。机制研究表明,槲皮素能够抑制内质网应激标志物(GRP78、CHOP、p-PERK、IRE1α、ATF6),抑制肾脏GLUT9表达,并下调下游炎症(TLR4/NF-κB/IL-1β/TNF-α)、纤维化(胶原I/α-SMA/纤连蛋白)和氧化通路,同时增强抗氧化防御并抑制细胞凋亡。值得注意的是,槲皮素显示出优于临床金标准非布司他(5 mg/kg)的疗效。这些发现确立了槲皮素作为高尿酸血症相关肾损伤的有前景的治疗候选药物,通过其对内质网应激介导的病理过程的全面调节。

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
槲皮素是否对高尿酸血症相关的肾损伤具有保护作用,以及其潜在机制是否涉及内质网应激等通路。
核心机制
槲皮素通过下调肾GLUT9表达促进尿酸排泄,抑制TLR4/NF-κB介导的炎症、胶原I/α-SMA/纤连蛋白介导的纤维化,增强抗氧化防御,抑制凋亡,并抑制内质网应激标志物(GRP78、P-PERK、IRE1α、ATF6、CHOP)及其下游通路。
主要证据
在腺嘌呤和氧嗪酸钾诱导的高尿酸血症大鼠模型中,槲皮素治疗(50或100 mg/kg)显著改善肾功能(降低BUN、肌酐、ACR、血压),减少晶体沉积和纤维化,抑制炎症(NF-κB、TLR4、IL-1β、MCP-1、TNF-α),增强抗氧化酶(GSH、GSH-Px、CAT、SOD),抑制凋亡(减少TUNEL阳性细胞,调节Bax/Bcl-2),并抑制ER应激标志物。
研究意义
作者认为槲皮素可作为高尿酸血症肾病的潜在治疗药物,可能提供一种天然、辅助的治疗选择,与现有治疗互补,从而改善长期肾脏健康。

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

建立高尿酸血症大鼠模型

模拟人类高尿酸血症肾病的主要特征,包括尿酸结晶沉积、炎症和肾结构损伤。

雄性SD大鼠(180-220g)随机分为5组,除对照组外,每日口服腺嘌呤(100 mg/kg)和氧嗪酸钾(1.5 g/kg)连续4周诱导高尿酸血症。

2

药物治疗

评估槲皮素(低、高剂量)和非布司他对高尿酸血症大鼠肾损伤的治疗效果。

治疗组大鼠同时分别接受槲皮素(50或100 mg/kg/d)或非布司他(5 mg/kg/d)口服灌胃;对照组和模型组给予等体积生理盐水。

3

肾功能和血压评估

评估高尿酸血症引起的肾功能损伤和高血压,以及药物治疗的改善效果。

测量血清BUN、肌酐、尿酸、尿ACR、收缩压。采用自动生化分析仪和尾袖法血压计。

4

肝功能和血脂评估

评估槲皮素治疗对肝脏和代谢参数的潜在毒性。

测量血清ALT、AST、TC、TG、HDL、LDL和空腹血糖。

5

肾组织病理学检查

评估肾组织损伤、炎症浸润、纤维化。

肾组织固定后切片,进行H&E染色和Masson染色,评估组织结构和胶原沉积。

6

晶体沉积分析

评估肾组织中尿酸结晶沉积程度。

使用偏振光显微镜观察冰冻肾切片中的尿酸晶体,并使用ImageJ软件量化平均尿酸盐晶体面积。

7

免疫组化分析

评估肾脏特定蛋白的表达水平,包括α-SMA、TLR4、NF-κB、GRP78、p-PERK、CHOP、GLUT9、URAT1。

石蜡切片脱蜡后,与一抗孵育,再与HRP标记的二抗孵育,DAB显色,苏木素复染。

8

qPCR分析

检测炎症细胞因子和纤维化相关基因的mRNA表达。

TRIzol提取肾组织总RNA,逆转录合成cDNA,使用特异性引物进行实时PCR,以GAPDH为内参,采用2^-ΔΔCt法计算相对表达。

9

Western blot分析

检测肾组织中凋亡和ER应激相关蛋白的表达水平。

肾皮质匀浆,RIPA裂解,BCA定量,SDS-PAGE电泳,转膜,抗体孵育,ECL显影,ImageJ定量。

10

氧化应激检测

评估肾组织抗氧化酶水平。

使用ELISA试剂盒检测肾组织匀浆中GSH、GSH-Px、CAT、SOD水平。

11

细胞凋亡检测

评估肾组织细胞凋亡情况。

使用TUNEL检测试剂盒对肾组织切片进行染色,DAPI复染,荧光显微镜下计数TUNEL阳性细胞。

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
腺嘌呤TargetmolT0064
氧嗪酸钾TargetmolT5987
槲皮素TargetmolT2174
非布司他TargetmolT0773
自动生化分析仪HitachiModel 7,600
TNF-α ELISA试剂盒NeoBioscienceERC102a.96
IL-1β ELISA试剂盒NeoBioscienceERC007.96
IL-6 ELISA试剂盒NeoBioscienceERC003.96
无创尾袖容积描记设备ALC-NIBP--
α-SMA抗体Proteintech14395-1-AP
TLR4抗体Proteintech66350-1-Ig
NF-κB抗体HUABIOET1603-12
GRP78抗体HUABIOHA722202
磷酸化PERK抗体Thermo Fisher ScientificPA5-102853
CHOP抗体Proteintech15204-1-AP
GLUT9抗体Proteintech67530-1-Ig
URAT1抗体Proteintech14937-1-AP
TRIzol试剂----
NanoDrop分光光度计Thermo Fisher--
逆转录试剂盒----
实时PCR系统Applied BiosystemsStepOnePlus
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
PVDF膜----
Bcl-2抗体HUABIOET1603-11
Bax抗体HUABIOET1603-34
IRE1α抗体HUABIOHA723225
ATF6抗体HUABIOHA601321
β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
磷酸化PERK抗体Cell Signaling Technology3179
GSH ELISA试剂盒NanJing JianCheng Bioengineering InstituteA006-2-1
GSH-Px ELISA试剂盒NanJing JianCheng Bioengineering InstituteA005-1-2
CAT ELISA试剂盒NanJing JianCheng Bioengineering InstituteA007-1-1
SOD ELISA试剂盒NanJing JianCheng Bioengineering InstituteA001-3-2
TUNEL检测试剂盒UelanyT6014S

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
动物模型建立
大鼠品系(Sprague-Dawley)、性别(雄性)、体重(180-220g)、每组动物数(8只)、诱导剂剂量(腺嘌呤100 mg/kg,氧嗪酸钾1.5 g/kg)、给药途径(口服)、诱导持续时间(4周)
阅读提示:Methods: Animals and experimental design
药物处理
槲皮素剂量(50 mg/kg和100 mg/kg)、非布司他剂量(5 mg/kg)、给药途径(口服灌胃)、给药持续时间(4周)、对照组给予等体积生理盐水
阅读提示:Methods: Animals and experimental design
肾功能和血压测量
检测指标(BUN、肌酐、尿酸、ACR、收缩压)、测量方法(自动生化分析仪、尾袖法)、血压测量条件(温度控制、连续三次测量取平均)
阅读提示:Methods: Liver and renal function, lipid profile, and inflammatory cytokine measurements; Methods: Blood pressure measurements
组织病理学分析
肾组织固定方法(10%福尔马林)、切片厚度(4 μm)、染色方法(H&E、Masson三色)
阅读提示:Methods: Histological and immunohistochemical analyses; Results: Renal histopathology and reduction in fibrosis
免疫组化分析
抗体信息(α-SMA、TLR4、NF-κB、GRP78、p-PERK、CHOP、GLUT9、URAT1)、显色方法(DAB)、复染(苏木素)
阅读提示:Methods: Histological and immunohistochemical analyses
分子表达检测
基因(IL-1β、MCP-1、TNF-α、Collagen1、α-SMA、Fibronectin)、方法(qPCR,2^-ΔΔCt法)、内参(GAPDH)、Western blot条件(上样量30μg,抗体信息)
阅读提示:Methods: qPCR analysis; Methods: Western blot analysis