黄芪和三七调节糖尿病肾病足细胞内质网稳态的有效成分配伍及作用机制

Podocyte injury plays a key role in the development and progression of diabetic nephropathy (DN). Podocyte apoptosis or detachment can lead to proteinuria and glomerulosclerosis. Thus, effective interventions for podocyte injury has important value for the prevention and treatment of DN. Our previous drug screening study (NSFC81000305) found that the active components of Astragali Radix and Panax notoginseng, Astragaloside IV and Notoginsenoside R1, can prevent podocyte apoptosis or detachment, the two different forms of podocyte damage, respectively, and then delay the progression of DN, but the synergetic effects between the two active components and its molecular mechamism is not clear, therefore becoming the key point of limiting its clinical application. In view of the key role of endoplasmic reticulum homeostasis imbalance on the podocyte injury in DN, this project aims to determine the optimal dosage of Astragaloside IV and Notoginsenoside R1 and its synergetic effects on podocyte injury , proteinuria and kidney injury in animal models of DN from the new perspective of regulation of the endoplasmic reticulum homeostasis. Then ,we will use high content analysis and RNA interference technique to dynamicly observe the effects of different combination of the two active components on high glucose stimulated-podocyte adhesion, apoptosis , as well as the expression of endoplasmic reticulum stress pathway and its related signaling molecules in order to confirm the key targets of its restoration of endoplasmic reticulum homeostasis, then revealing the synergetic mechanism of reduction of podocyte injury between Astragaloside IV and Notoginsenoside R1 and thus provide a new idea for the combination of Chinese herbal medicines on cooperative treatment of DN.

足细胞损伤是糖尿病肾病(DN)进展的关键，足细凋亡及脱落可导致蛋白尿和肾小球硬化，有效干预足细胞损伤对防治DN具有重要价值。我们前期的药物筛选研究(NSFC81000305)发现黄芪和三七有效成分黄芪甲苷和三七皂苷R1可分别作用于足细胞凋亡及脱落两种不同损伤环节，延缓DN进展，但两者配伍是否具有协同增效作用及其分子机制，尚不清楚，故成为限制其临床应用的瓶颈。鉴于内质网稳态失衡在DN足细胞损伤中的关键作用，本项目从内质网稳态调节的新视角，在DN动物模型上确定黄芪甲苷和三七皂苷R1改善足细胞损伤、蛋白尿及肾脏病变的最佳配伍方案及其协同作用；进而用高内涵细胞分析、RNA干扰等方法，动态观察两者配伍对高糖刺激下足细胞粘附、凋亡和内质网应激通路及相关信号分子表达的影响，以明确其恢复内质网稳态平衡的作用靶点和环节，从而揭示两有效成分减轻足细胞损伤的协同作用机制，为中药配伍联合、协同防治DN提供新思路。

足细胞损伤是糖尿病肾病（DN）进展的关键，足细胞凋亡及脱落可导致蛋白尿和肾小球硬化，有效干预足细胞损伤对防治DN有重要意义。我们前期研究发现黄芪和三七有效成分黄芪甲苷和三七皂苷可分别作用于足细胞凋亡及脱落两种不同损伤环节，延缓DN进展，但两者配伍是否具有协同增效作用及其分子机制，尚未清楚。本项目进一步探讨黄芪三七配伍防治DN的协同作用及其分子机制。鉴于内质网稳态失衡在DN足细胞损伤中的关键作用，本项目采用STZ诱导的SD大鼠模型研究了黄芪、三七及其有效成分对STZ诱导的1型糖尿病大鼠肾脏的保护作用，主要研究发现：1.黄芪和三七2：1配伍能有效降低STZ诱导的1型糖尿病大鼠尿蛋白，疗效优于单用黄芪或者三七，黄芪三七配伍能缓解肾脏病理损伤，改善肾脏超微结构损伤及足细胞凋亡，且黄芪三七配伍在改善上述病变方面具有协同增效作用。进一步研究发现黄芪三七配伍可通过上调肾组织nephrin，α-dystroglycan and Bcl-xl蛋白表达及下调肾组织Bax 和Nox4蛋白表达，协同保护足细胞损伤，从而延缓糖尿病肾病进展，从而明确了两者配伍协同改善DN足细胞损伤的关键作用靶点和环节。2.三七颗粒可以通过改善足细胞转分化，降低尿蛋白并改善肾脏病理损伤，从而有效防治DN; 3.三七有效成分三七总皂苷可通过调节PTEN-PDK1-Akt-mTOR通路减轻足细胞损伤凋亡，降低尿蛋白，有效治疗DN。4. 进一步研究发现三七总皂苷中三七皂苷Fc可上调肾组织α-dystroglycan表达，改善足细胞损伤，从而降低糖尿病db/db小鼠尿蛋白，延缓DN疾病进展。综上所述，本项目明确了黄芪和三七调节改善DN足细胞损伤及防治DN有效配伍比例，初步揭示了两药配伍的协同作用机制，并进一步发现了三七改善足细胞损伤防治DN的主要有效成分，将为中药配伍联合、协同防治DN提供新思路和方法，具有重要的科学意义和应用前景。在该项目资助下，目前已发表SCI论文5篇，并获得上海市浦江人才计划资助，获中国中西医结合学会科学技术奖一等奖、上海医学科技奖二等奖各1项。