火把花根片对糖尿病肾病大鼠的保护作用和分子机制研究

目的:糖尿病肾病(DN)是一种严重的糖尿病微血管并发症,是终末期肾病(ESRD)的主要死亡原因,但其确切的发病机制尚未阐明,缺少有效的治疗方法。越来越多的临床证据表明,火把花根片(CRT)具有缓解DN的作用。然而,其药理特性和潜在机制尚不清楚。在此,我们观察了CRT对DN大鼠肾脏细胞凋亡和自噬的影响,并采用转录组测序(RNA-seq)技术初步探讨了其潜在机制。方法:SPF级雄性SD大鼠30只,随机平均分为正常对照组(Con组)、糖尿病肾病组(DN组)、火把花根片治疗组(CRT组)。在DN组和CRT组中,给予链脲佐菌素(60mg/kg)腹腔注射诱导DN大鼠模型。造模成功后CRT组大鼠开始给予600mg/(kg·d)CRT灌胃治疗,给药期间每2周监测各组大鼠血糖(BG)和尿微量白蛋白(m ALB)变化。于给药第8周末对所有大鼠进行解剖和取样。评估不同组大鼠的BG、m ALB、血清肌酐(Scr)、体重和肾脏指数(KI)。对大鼠肾脏进行HE、PAS、Masson染色观察肾脏的病理形态变化。使用TUNEL法检测大鼠肾脏细胞凋亡情况。使用Western blot法检测大鼠肾脏自噬相关蛋白LC3、Beclin-1、p62以及凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax的表达水平。使用RNA-seq技术对各组大鼠的肾脏组织进行转录组分析,筛选差异表达基因并PLX3397试剂对其进行KEGG通路富集分析,通过检索相关文献进一步确定药物下游自噬相关的分子及信号通路,使用q RT-PCR、Western blot验证相关分子及信号通路的表达。结果:1.主要代谢参数水平变化:与Con组相比,DN组大鼠的BG、m ALB、Scr和KI水平显著升高(P<0.05),体重下降(P<0.05)。与DN组相比,CRT组大鼠的尿m ALB、Scr和KI水平均显著降低(P<0.05),体重增加(P<0.05)。然而,在我们的研究中,CRcombined remediationT治疗并不能缓解DN组显著升高的BG水平,这提示CRT可以在不影响BG水平的情况下缓解DN。2.肾脏组织病理变化:在HE染色中,与Con组比较,DN组大鼠肾小球呈分叶状,肾小球血管萎缩,胞浆空泡变性,炎性浸润。PAS染色显示DN组大鼠系膜内糖原沉积增加。此外,通过MASSON染色观察到DN大鼠肾脏纤维化略有增加。与DN组相比,CRT治疗组有效改善了DN大鼠肾组织病理学改变。3.TUNEL染色结果:与Con组相比,DN组大鼠肾脏细胞凋亡显INCB28060采购著增加;CRT组的细胞凋亡较DN组减少。4.RNA-Seq结果:RNA-Seq技术分析发现,与DN组相比,CRT治疗有效地下调了DN大鼠肾脏中1367个m RNAs的表达量,上调了DN大鼠肾脏中447个m RNAs的表达量。其中,CD36是下调最显著的m RNA之一。KEGG分析发现CD36富集在自噬相关的AMPK信号通路上。5.q RT-PCR结果:与Con相比较,DN组中CD36 m RNA的表达明显升高(P<0.05)。与DN组相比较,CRT组CD36 m RNA的表达显著下降(P<0.05)。6.Western blot结果:与Con相比较,DN组自噬相关蛋白Beclin-1、LC3II/LC3I的表达水平显著下降(P<0.05),p62蛋白水平的表达显著升高(P<0.05);促凋亡蛋白Bax的表达显著升高(P<0.05),抗凋亡蛋白Bcl-2表达显著下降(P<0.05);CD36的表达显著升高(P<0.05);通路蛋白p-AMPK的表达显著下降(P<0.05)。与DN组相比,CRT组Beclin-1、LC3II/LC3I、Bcl-2、p-AMPK的表达显著升高(P<0.05),p62、Bax、CD36蛋白水平的表达显著下降(P<0.05)。结论:1.CRT可以改善DN大鼠的Scr和尿m ALB水平,减轻肾脏的病理损伤,证实CRT对DN大鼠的肾脏具有保护作用;2.CRT可以促进DN大鼠肾脏保护性的细胞自噬;3.CRT可以抑制DN大鼠肾脏细胞凋亡;4.CRT可能通过CD36/AMPK信号通路促进DN大鼠肾脏的自噬功能、抑制凋亡,实现对DN大鼠的肾脏保护作用。