黄蜀葵花调控NLRP3炎症小体-焦亡保护肾小管细胞的机理研究

Renal tubular epithelial cell (RTEC) injury is closely related to the prognosis and progression of chronic kidney disease (CKD). Toxicity of albumin in urinary plays a crucial role in RTEC injury. Maintain the function and structure of RTEC is helpful to slow the progression of CKD. The mechanisms underlying the protein-triggered RTEC damage are still not fully understood. In our previous in vitro study, we found that Abelmoschus Manihot (AM), one of the Chinese herbs with the function of clearing heat and promoting diuresis, protects renal tubular cell against toxicity of albumin via suppression of ERK1/2-NLRP3 inflammasome. But the detailed mechanisms are needed to be further study. In this study, by using proteinuria animal model and albumin-induced NRK-E52 cell injury, we will investigate the mechanism by which NLRP3 inflammsome-apoptosis-pyroptosis regulates albumin-elicited RTEC injury. We will also study the role of AM and total falvones A. manihot (TFA), the main extracts of AM, on the regulation of ERK1/2-NLRP3 inflammasome-pyrotosis. Our study will provide novel target for preservation of RTEC and new experimental evidence for interpretation of Chinese medicine theory on clearing heat and promoting diuresis.

肾小管损伤与肾脏病进展及预后密切相关，尿蛋白是损伤肾小管上皮细胞的重要机制，开发保护肾小管细胞的治疗方法有助于提高肾脏病的疗效、延缓肾脏病进展。尿蛋白对肾小管上皮细胞的损伤机制尚未完全阐明。我们前期体外研究发现清热利湿中药黄蜀葵花可通过抑制ERK1/2-NLRP3炎症小体减轻过量白蛋白诱导的肾小管细胞损伤，但机理并不完全明确。在本研究中，我将通过体内蛋白尿动物模型、体外白蛋白诱导的肾小管上皮细胞损伤模型为研究对象，阐明NLRP3炎症小体、凋亡、焦亡在白蛋白诱导的肾小管上皮细胞损伤中的机制，分析黄蜀葵花及其总黄酮调节ERK1/2-NLRP3炎症小体-焦亡的作用和机理。为蛋白尿性肾脏病提供新的保护肾小管细胞的治疗靶点，阐明清热利湿中药的疗效物质基础。

肾小管损伤与肾脏病进展及预后密切相关，蛋白尿性肾脏病进展较快，尿蛋白对肾小管上皮细胞具有明显毒性其损伤机制尚未完全阐明。我们提出“湿热伤肾”是多种肾脏病的病机，“清利治肾”是肾脏病的主要治法之一。.本研究中，在以过量白蛋白孵育肾小管细胞（NRK-52e）诱导的细胞损伤模型中，我们发现黄蜀葵花总黄酮类提取物（TFA）可以抑制NRK-52e细胞中白蛋白活化的ROS-ERK1/2-NLRP3-GSDM E信号通路发挥抗氧化和抗焦亡的作用。阿霉素肾病大鼠以大量尿蛋白为特点，在其肾组织中NLRP3高表达，TFA可以抑制肾组织NLRP3、caspase1、IL-1β的表达，从而抑制炎症小体介导的炎症损伤，减少尿蛋白，改善肾组织损伤。在体外阿霉素诱导的肾小管细胞NRK-52e损伤模型中，TFA可以抑制阿霉素激活的ROS-ERK1/2-NLRP3信号转导，减少IL-1β的合成和释放。而黄蜀葵花单体成分之一——芩黄素也可以抑制阿霉素肾病小鼠肾组织NLRP3、caspase 1、IL-1β的表达，抑制肾组织纤维化，保护肾小管细胞和足细胞。糖尿病肾病是临床常见的继发性蛋白尿性肾病，TFA可以减少在糖尿病肾病模型db/db小鼠的尿蛋白、改善肾小球和肾小管病变，抑制肾组织中NLRP3、IL-1β的表达，下调GSDM D。为进一步阐明凋亡-焦亡转化，我们又利用尿酸诱导的肾小管细胞损伤模型，发现尿酸可以通过激活ERK1/2-NLRP3-GSDM E诱导焦亡，但也同时可以激活caspase 3介导的凋亡，caspase 8作为上游调节因子，caspase 8/3共同调节细胞凋亡向焦亡转化。TFA通过调控ERK1/2- caspase8/3- NLRP3-GSDME，发挥抗焦亡的作用，caspase是调节凋亡-焦亡转换的关键调节蛋白。.通过本系列研究，我们证实黄蜀葵花为代表的清利中药具有抑制ERK1/2-caspase-NLRP3-GSDM保护肾脏的作用，NLRP3是氧化-炎症的重要串联分子，而caspase是重要的凋亡-焦亡转换调控分子。GSDM D和E作为两种重要的焦亡打孔蛋白，参与了不同的肾脏疾病，可能作为一些肾脏病的特异性标志物。本研究为肾损伤提供了新的治疗靶点。我们完善了“湿热伤肾”的中医病机理论和“清利治肾”的中医治法理论，湿热理论的物质基础在于氧化-炎症调控。