雷公藤多苷调控mTORC1信号通路活性改善糖尿病肾病足细胞损伤的作用和机制

[背景/目的]本文分为二部分。在第一部分中,笔者综述了糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)足细胞损伤的病理机制及中药的干预作用。DN足细胞损伤的病理特征主要是指足细胞结构和功能的改变,包括足突融合、足细胞数量和密度减少、足细胞凋亡、足细胞上皮-间充质转分化以及足细胞肥大等。这些病理性损伤受控于肾组织内多条信号调控途径,如哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)通路、转化生长因子-p1(transforming growth factor-β1, TGF-β1)通路以及Notch通路等。以雷公藤制剂为代表的一些中药提取物,如雷公藤多苷、雷公藤甲素、黄芪多糖、黄芪甲苷以及三七总皂苷在体内外对DN模型鼠足细胞病变或高糖诱导的足细胞损伤都具有一定的保护作用。在第二部分中,作为本文的重点,笔者借助DN模型鼠,揭示雷公藤多苷(multiglycoside of Tripterygium wilfordii Hook. f., GTW)在体内改善DN足细胞损伤的作用和机制。[方法]采用单侧肾切除联合腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin, STZ)的方法而建立DN大鼠模型。将20只大鼠随机分为4组,正常组5只、模型组5只、GTW组5只、雷帕霉素(Rapamycin)组5只。DN模型建立成功后,分别经灌胃给予相应各组大鼠双蒸水2mL、GTW混悬液(50 mg·kg-1·d-1)、Rapamycin混悬液(1mg·kg-1·d-1),每日1次,连续4周。给药4周后,处死全部大鼠。实验过程中,每周监测大鼠一般情况、体重、血糖变化情况；每两周收集大鼠尿液,观察尿白蛋白变化情况；处死大鼠后,收集大鼠血液、肾组织,测量肾重、肾脏肥大指数,检测血清生化指标,观察肾小球组织形态特征、超微结构,分析足细胞结构分子蛋白表达特征、肾组织mTORC1相关信号通路关键信号分子及足细胞结构分子蛋白表达水平。[结果]对于DN模型鼠,GTW和Rapamycin均能改善肾脏外观、肾脏肥大指数及肾小球组织形态特征；两者均能减少尿白蛋白(urinary albumin, UAlb),而且,GTW对血清白蛋白(albumin, Alb)亦有一定的改善作用；两者均能改善足突形态,GTW能上调肾组织podocin、CD2AP蛋白表达水平,Rapamycin只能上调肾组织podocin蛋白表达水平;两者对足细胞结构分子nephrin、nephl蛋白表达水平无明显影响,但均能改善其蛋白结合水平；两者均能不同程度地改善肾组织mTORC1相关信号通路关键信号分子蛋白表达水平；尽管如此,两者对DN模型鼠体重、血糖、肾功能及肝功能无明显影响。[结论]借助DN模型鼠,笔者阐明①足突融合、podocin和CD2AP蛋白表达下调以及nephrin和nephl蛋白结合障碍是足细胞损伤的三种病理特征；②GTW和Rapamycin既能改善足细胞损伤,又能减轻相关的硬化性肾小球病变；③与Rapamycin不同,GTW既能上调podocin和CD2AP的蛋白表达水平,又能上调nephrin和nephl蛋白结合水平；④GTW及Rapamycin均能调控PI3K/Akt/mTORC1通路和AMPK/mTORC1通路的活性,从而,改善足细胞损伤。