山茱萸治疗糖尿病肾病作用机制研究进展

360影视 国产动漫 2025-03-13 14:55 7

摘要:糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)是糖尿病最严重的微血管并发症之一,也是终末期肾病与慢性肾脏病的主要原因。近年来,中医药在治疗DN方面取得了一定的进展,引起了越来越多的关注。山茱萸作为一种传统中药,具有补益肝肾、收涩固脱的功效,现代药

糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)是糖尿病最严重的微血管并发症之一,也是终末期肾病与慢性肾脏病的主要原因。近年来,中医药在治疗DN方面取得了一定的进展,引起了越来越多的关注。山茱萸作为一种传统中药,具有补益肝肾、收涩固脱的功效,现代药理学研究表明其主要化学成分及提取物具有抗炎、抗氧化、抗凋亡、抗糖尿病等作用。本文结合国内外研究现状,对山茱萸的有效成分、炮制山茱萸、山茱萸药对及复方防治DN的作用机制进行梳理整合,并挖掘潜在的关键靶点及通路,为山茱萸防治DN提供进一步的理论参考。

糖尿病肾病(DN)是糖尿病最严重的微血管并发症之一,也是终末期肾病与慢性肾脏病的主要原因。根据国际糖尿病联合会的数据,2021年全球20~79岁的成年人中有5.366亿人患有糖尿病,预计到2045年这一数字将上升至7.832亿,其中有20%~40%的1型和2型糖尿病患者最终将发展为DN。DN的发病机制复杂,目前认为主要是遗传、炎症、胰岛素抵抗、氧化应激等共同作用的结果,具体的发病机制至今尚未完全阐明。研究发现DN以肾小球基底膜增厚、肾小球滤过率降低、白蛋白尿及足细胞丢失为主要特点。

DN发病隐匿,由于胰岛素抵抗、代谢紊乱、血流动力学异常等原因,造成肾小球基底膜增厚、足细胞丢失,进而驱动尿白蛋白排泄增加成为了临床首发特征。高血糖状态会对肾脏造成持续损害,导致多种异常代谢途径被激活,如晚期糖基化终末产物(AGEs)的过量产生激活配体受体(RAGE)表达增加、葡萄糖氧化和甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)的激活、二酰基甘油的形成与蛋白激酶C(PKC)亚型的激活、己糖胺途径的过度活跃以及多元醇途径的通量增加等,进一步诱导了肾脏氧化应激、炎症反应的发生,导致体内活性氧(ROS)的堆积。氧化应激是许多DN相关信号通路的触发因素,这些信号通路能导致炎症、凋亡和纤维化通路的激活。此外,免疫应答反应也是参与DN发生发展的关键一环。在DN的各个阶段,肾活检样本的肾小球和肾间质中都可以观察到免疫炎症细胞的浸润。

DN早期症状并不明显,导致许多患者没有意识到自己的病情。随后由于细胞外基质成分(如胶原蛋白IV、层黏连蛋白和纤连蛋白膜)的积累,造成了肾小球基底膜增厚,这成为了肾小球损伤的早期迹象。当肾小球损伤进一步加剧时,肾小球毛细血管变形,进而出现系膜溶解与肾小球基底膜脱落,随着细胞外基质的过度积累从而引起晚期糖尿病肾小球硬化。肾小管间质病变包括间质纤维化和肾小管萎缩以及间质炎症。病情初期以微量白蛋白尿开始,后期会根据糖尿病症状出现疲劳、水肿、高血压等症状,随着肾功能的不断下降,最终将发展为终末期肾病和肾衰竭。

环烯醚萜苷是从山茱萸中得到的特征性化学成分之一,主要分为环戊烷型环烯醚萜、裂环环烯醚萜和环烯醚萜二聚体3大类,多与糖结合形成环烯醚萜苷。研究发现环烯醚萜苷在改善胰岛素抵抗、促进胰岛素分泌、延缓碳水化合物吸收、减轻糖尿病炎症反应等方面发挥着重要作用,其中山茱萸新苷(cornuside)、马钱苷(loganin)、莫诺苷(morroniside)等成分在治疗DN中有良好的效果。

山茱萸新苷是从山茱萸果中实分离出来的一种环烯醚萜苷类化合物,具有抗炎、抗氧化应激等作用。慢性高血糖能诱发氧化应激与炎症的发生,诱导足细胞损伤、细胞外基质积累、肾小球硬化、上皮-间充质转化、肾小管萎缩和蛋白尿。AGEs和RAGE在DN中都起着重要作用。当AGEs与其受体结合能引发氧化应激和炎症反应最终会导致肾功能丧失。王威等研究发现,山茱萸新苷能改善DN模型小鼠的肾功能状况,有效降低肾皮质RAGE、COL-IV、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)蛋白的表达量,可抑制炎症反应,降低尿蛋白水平,缓解肾脏纤维化。在1项DN体外模型实验中,发现山茱萸新苷显著降低了葡萄糖处理的小鼠系膜细胞(mouse mesangial cell,MMC)中白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、TNF-α和白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)等炎症因子的表达,抑制了MMC中蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)和核转录因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)信号通路。NF-κB信号转导被确定为介导炎症反应的关键途径,它可能通过代谢途径等多种方式与磷脂酰肌醇-3-羟激酶(phosphatidylinositol-3-hydroxykinase,PI3K)/Akt信号转导相互作用,参与到肾脏炎症反应中来。上述实验表明,山茱萸新苷有效抑制了炎症反应,缓解了肾脏纤维化状况,对DN起到了良好的治疗作用。

马钱苷是从山茱萸中提取的环烯醚萜苷,吕兴等研究发现,马钱苷可有效抑制细胞增殖,减少细胞外基质(FN和COL-IV)的分泌,通过下调AGEs/RAGE/鞘氨醇激酶1(sphingosine kinase 1,SphK1)信号通路,缓解AGEs诱导的肾小球系膜细胞(glomerular mesangial cells,GMCs)损伤,从而缓解DN。AGEs与其主要细胞受体RAGE的结合激活了多种信号通路,导致氧化应激和炎症的增强,AGEs/RAGE信号转导引发的基因转录调节与2型糖尿病的进展和糖尿病并发症的发病机制密切相关。SphK1是一种脂质激酶,高血糖、AGEs和许多促炎细胞因子的过度表达能进一步激活SphK1/1-磷酸鞘氨醇(sphingosine 1-phosphate,S1P)通路,促进肾小球系膜细胞增殖和DN中的细胞外基质积累。吴云皓等通过体外培养小鼠肾小球足细胞发现马钱苷通过下调足细胞结蛋白(Desmin)、RAGE蛋白的表达,降低凋亡相关蛋白B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白(B-cell lymphoma-2 associated X protein,Bax)、B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)、裂解的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(cleaved cysteinasparate protease,cleaved Caspase-3)的表达,有效抑制了AGEs诱导的肾小球足细胞损伤。研究发现,马钱苷通过抑制AGEs-RAGE及其下游途径p38丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶4(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 4,NOX4)共同抵抗DN足细胞的凋亡,从而缓解了蛋白尿的症状,延缓了DN的发生和发展。另1项实验表明,马钱苷通过单核细胞趋化蛋白-1/C-C趋化因子受体2(monocyte chemoattractant proteins-1/C-C chemokine receptor 2,MCP-1/CCR2)信号通路抑制巨噬细胞浸润和活化从而改善了DN肾脏损伤。以上实验结果表明,马钱苷可以通过AGEs/RAGE等信号通路,抑制炎症反应,减少晚期糖基化产物和细胞外基质的积累,改善足细胞和肾小球系膜细胞的损伤,缓解DN的发展。

莫诺苷是一种环烯醚萜类化合物,是山茱萸重要的活性成分之一。相关研究表明莫诺苷具有抗氧化应激、抑制细胞凋亡、抑制炎症反应等药理作用,对DN具有保护作用。足细胞是终末分化的肾小球上皮细胞,附着在肾小球基底膜(glomerular basement membrane,GBM)的外部并参与肾小球滤过屏障的形成。足细胞在维持肾脏功能方面起着重要作用,足细胞损伤是各种肾小球疾病中蛋白尿的主要原因。NOX4是肾脏中ROS的主要来源,高糖可以导致NOX4的过表达造成ROS的堆积和氧化应激的发生,进而对足细胞造成损伤。莫诺苷显著降低H2O2诱导足细胞凋亡和自噬底物P62的表达、下调了细胞凋亡相关蛋白Caspase-3和cleaved Caspase-3,抑制了NOX4的过表达,增加微管相关蛋白1轻链3-II(microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3-II)表达与足细胞中自噬体的数量。这些结果表明莫诺苷通过恢复自噬水平对足细胞的凋亡与氧化应激起到抑制作用。Lv等研究发现,莫诺苷能可抑制AGEs损伤诱导的层黏连蛋白(laminin,LN)、FN和COL-IV的分泌,抑制RAGE、转化生长因子-β(transforming growth factor beta,TGF-β)、p38 MAPK、NF-κB的表达,保护AGEs诱导的肾小球系膜细胞的损伤。前期研究表明,莫诺苷能降低DN小鼠血糖、蛋白尿水平,改善“三多一少”症状,增加胰岛素分泌,改善肾功能,降低DN大鼠血清、肾脏中AGEs水平,下调肾皮质RAGE mRNA和蛋白的表达。

丁国明等研究发现,山茱萸提取物能够改善肾功能,减少血清中肌酐、尿素氮、TNF-α、IL-6的含量,减少肾组织中α-平滑肌肌动蛋白(protein alpha -smooth muscle actin,α-SMA)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸盐氧化酶1(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 1,NOX1)、ROS及磷酸化细胞外信号调节激酶(phosphorylated extracellular signal-regulated kinase,p-ERK)的蛋白水平,通过抑制炎症水平和纤维化对慢性肾功能衰竭大鼠起到一定的保护作用。Wang等研究发现,山茱萸水提取物(daidzen、 N-乙酰- L-酪氨酸及swertisin)可以防止氯化镉诱导的小鼠肾功能不全和肾纤维化,靶向基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP9),减少α-SMA和细胞外基质蛋白(I型胶原和波形蛋白vimentin)的产生。此外,山茱萸抗纤维化作用也在近端肾小管上皮细胞中得到体现。在1项非肥胖糖尿病小鼠的1型糖尿病模型中,发现给糖尿病小鼠ig山茱萸提取物能够减少葡萄糖浓度和高血糖的发生率,延缓非肥胖糖尿病小鼠1型糖尿病的发生。以上实验表明山茱萸提取物能在抗肾脏纤维化、抑制炎症、降低血糖等方面发挥作用,这也体现出山茱萸提取物在治疗DN方面的巨大潜力。

在1项研究糖尿病肾病大鼠肠道菌群的实验中发现,炮制后的山茱萸,如酒炙山茱萸、酒蜜山茱萸及生山茱萸都能够有效降低DN大鼠血糖、改善肾功能,减少肾脏的炎症反应,调节肠道微生物的结构组成,发挥保护肾脏的作用。作用机制可能与抗氧化和抑制Wnt家族分泌蛋白/β-连环蛋白(canonical Wnt/β-catenin)信号通路,调节部分产生短链脂肪酸的细菌含量,增加肠道中短链脂肪酸的含量有关,其中酒蜜山茱萸组的治疗效果最好,优于酒炙山茱萸组及生山茱萸组。基于代谢组学和蛋白质组学的最新研究发现,酒炙山茱萸与粗山茱萸均改善了色氨酸降解和脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)/IL-1介导的类视黄醇X受体(retinoid X receptor,RXR)功能抑制,对慢性肾功能衰竭的大鼠起到治疗作用,其中酒炙山茱萸治疗效果更好。

郑秋含等研究了近5年来防治DN的中药药对,发现黄芪-山茱萸药对能够调补脾肾,是治疗DN的常用药对,近现代医家张锡纯在临床治疗DN时也常用到此药对。黄芪具有补气升阳、固表止汗等功效,现代药理学研究发现黄芪的主要活性成分,如黄芪多糖(astragalus polysaccharide,APS)和黄芪甲苷IV(astragaloside IV,AS-IV)在抗系膜细胞凋亡、抗足细胞凋亡、抗肾小管凋亡及抗纤维化方面有着良好的疗效。段熠等以黄芪-山茱萸治疗DN为例提出了“精准药对”的概念,并结合现代技术手段,如柱色谱分离和细胞相关的成分谱筛选、蛋白质组学、转录组学、分子生物学等方法,通过大量的体内外的实验进行了验证,从黄芪-山茱萸药对中开发出来的精准药对CG6按照多糖-黄酮-皂苷-环烯醚萜苷精确配比2∶3∶1∶2组合的新的小药对复方。“精准药对”在应用时不仅药效明确突出,而且成分也清晰易控制。

在1项先天自发肥胖性2型糖尿病db/db小鼠研究中发现,山茱萸-生地黄药对能有效降低小鼠的血糖、减少蛋白尿,减轻肾脏病理损伤,对db/db小鼠肾脏有一定的保护作用。吴云皓等进一步通过体外培养大鼠肾小球系膜细胞,建立AGEs致肾小球系膜细胞增殖的细胞模型,发现山茱萸、生地黄的有效部位如山茱萸环烯醚萜苷部位、山茱萸三萜酸部位、生地黄环烯醚萜苷部位及配伍组合可以有效抑制晚期糖基化终末产物和肾小球系膜细胞增殖,减少FN、LN、Coll-IV及细胞外基质的沉积。以上研究说明山茱萸-生地黄药对能有效缓解糖尿病肾病的发展,对肾脏具有一定的保护作用。

研究发现山茱萸-熟地黄中的有效部分可以协同作用,通过调节AGEs/RAGE/ SphK1信号通路缓解db/db糖尿病小鼠的肾脏损伤,改善了糖尿病代谢参数,保护了肾脏结构和功能,减少了ECM的积累。有学者研究发现,山茱萸-熟地黄通过调节肠道菌群和增强肠道屏障功能,从而减轻慢性肾脏病的发生与发展。最新研究进一步验证了山茱萸-熟地黄能够有效抑制腺嘌呤诱导的慢性肾脏病大鼠的肾间质纤维化,改善慢性肾脏病大鼠的肾功能不全,其机制与山茱萸、熟地黄能减少炎性细胞因子的释放并抑制TGF-β1/MAPK信号通路有关。以上研究均表明山茱萸-熟地药对能通过多种机制对肾脏起到保护作用,是治疗DN具有潜力的候选药对。

足细胞是肾小球固有细胞之一,podocin是肾小球足细胞损伤的标志物。研究发现山茱萸颗粒可有效上调DN大鼠足细胞podocin蛋白的表达,从而减少足细胞损伤,可用于治疗早期DN。黄平等进一步研究发现山茱萸颗粒能有效降低DN大鼠24 h尿蛋白量及血清肌酐与尿素氮含量,其机制可能与抑制DN大鼠肾脏中TGF-β1/Smad信号传导通路的激活有关。陈丹等也通过建立DN大鼠模型发现山茱萸颗粒能降低肾脏中TGF-β1、Smad3蛋白表达水平,改善DN大鼠肾脏病理损伤,治疗早期DN疗效较好。近年来的研究发现山茱萸颗粒能有效改善沉积在DN大鼠肾小球和肾小管的纤维物质,恢复肾小球与肾小管结构的改变,其作用机制可能与抑制几丁质酶3样蛋白1(chitinase-3-like protein 1,YKL-40)表达,从而抑制Wnt/β-catenin信号通路有关。YKL-40是肾脏疾病中新兴的生物标志物,已被证明是结构性肾损伤和炎症的指标。以上研究均表明山茱萸颗粒可以通过多种作用机制,改善大鼠足细胞损伤、缓解肾脏纤维化状况和病理损伤,起到保护肾脏的作用。

六味地黄丸出自宋代儿科名医钱乙的《小儿药证直诀》,由熟地黄、山茱萸、山药、泽泻、牡丹皮、茯苓6味药组成,具有“三补三泄”的特点。临床研究发现其能降低血糖和糖化血红蛋白、控制血压、调节血脂、改善肾功能;药理研究表明其能减轻肾脏炎症反应、抗氧化应激,改善足细胞损伤、缓解肾脏纤维化。谭江波等通过网络药理学分析发现六味地黄丸治疗DN涉及到21个靶点和63条通路及41个活性成分,从分子水平阐明六味地黄丸能通过多成分、多靶点、多通路来治疗DN。陶鹏宇等通过建立DN大鼠模型,验证了六味地黄丸可以减少肾脏的病理损伤,改善纤维化状况,有效抑制TGF-β、α-SMA、Smad2、Smad3、NF-κB、MCP-1的蛋白表达,增加Smad7的蛋白表达,说明六味地黄丸可以通过减少肾脏炎症损伤和纤维化发挥保护肾脏的作用。

通络益肾温阳方由炙黄芪、熟地黄、山茱萸、山药、泽泻、茯苓、桃仁、酒大黄、水蛭9味药组成,具有益气生津、祛浊解毒、化瘀通络的功效。研究发现此方可能通过抑制Wnt/β-catenin信号通路及炎症反应,改善糖尿病肾病大鼠的肾功能。同时筛选了山茱萸的20个活性成分,对山茱萸的远华蟾蜍精与β-catenin的结合能力进行了分子对接验证。前期研究也表明通络益肾温阳方能有效改善DN大鼠的肾功能,减轻肾组织病理损伤,证实通络益肾温阳方对DN模型大鼠具有一定治疗效果。

水陆地黄胶囊是陕西省名中医马居里教授临床经验方,由生黄芪、泽泻、茯苓、熟地黄、丹皮、丹参、山萸肉、芡实、金樱子、山药组成,具有益气养阴、活血化瘀之功。体内研究表明该胶囊能够有效降低DN大鼠的血糖、血脂及尿微量白蛋白含量,减少血清脂联素(adiponectin,APN)、瘦素(leptin,LEP)及尿血管生成素样蛋白4(angiopoietin-like 4,Angptl4)水平,调节糖尿病肾病大鼠的糖脂代谢,减轻炎症反应,改善足细胞损伤及肾脏纤维化、硬化水平,其机制可能与Angptl4、Desmin及NF-κB等通路有关。王惠玲等进一步研究发现水陆地黄胶囊还可通过激活肝激酶B1(liver kinase B1,LKB1)/腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)/ Sirtuin1(SIRT1)信号通路调节足细胞自噬活性,降低DN大鼠血糖、肌酐、尿素氮以及尿蛋白含量,有效改善肾损伤。

3 结语与展望

随着社会的发展,全球DN的患病率日益增加,这给家庭和社会造成了严重的经济负担,目前尚未有治疗DN的特效疗法或药物,因此寻找新的、疗效更佳的治疗方法或药物十分重要。山茱萸作为一种传统中药,在治疗DN方面历史悠久,通过补益肝肾、收涩固脱之功来保护肾脏,在临床已取得显著的疗效。本文从基础研究方面整理了山茱萸防治DN的机制研究,通过梳理发现山茱萸中的环烯醚萜苷类在DN中应用广泛,其中山茱萸新苷、莫诺苷、马钱苷、山茱萸提取物、炮制山茱萸、山茱萸药对与复方主要从抑制氧化应激、减轻炎症、抗纤维化、调节自噬与肠道菌群等途径发挥作用,能够降低血糖、减少蛋白尿、减少ECM的积累,减轻GMcs、足细胞、肾小管间质细胞等肾脏固有细胞的损伤。其中涉及到的主要通路有AGE/RAGE、Wnt/β-catenin、LKB1/AMPK/SIRT1、AGEs/RAGE/SphK1、AKT/ NF-κB、MCP-1/CCR2、NOX4、LPS/IL-1、TGF-β1/MAPK、TGF-β1/Smads等信号通路。其中AGEs、TGF-β1、SphK1是山茱萸防治DN的主要作用靶点。

近年来对山茱萸治疗糖尿病肾病的研究虽然越来越丰富,但目前的研究主要以环烯醚萜苷类的化合物为主,对于其他方面,如山茱萸多糖、鞣质、黄酮类等山茱萸中其他化合物治疗DN的研究相对较少。另外,未来对于山茱萸的研究可以与DN的一些新兴机制相结合,如铁死亡、线粒体功能障碍、内质网应激等方面,不断丰富山茱萸对于DN的机制研究,提高山茱萸口服利用度。目前对于DN的研究主要以动物模型和细胞模型为主,缺乏相对应的临床研究和循证依据,希望在未来随着人工智能等先进科技手段的发展,中药成分鉴定技术与提取技术的提高,启动高质量的临床试验,不断提高DN的临床治疗水平。

来源:医学顾事

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