编辑推荐：
糖尿病加速肾纤维化的机制涉及慢性炎症、氧化应激和TGF-β/Smad及PI3K/Akt信号通路激活。本研究通过STZ诱导糖尿病联合UUO模型，发现PCr（20/50 mg/kg）显著改善肾功能、降低氧化应激、恢复线粒体功能、抑制炎症因子（TNF-α/IL-6）及纤维化标志物，并首次证实PCr可抑制PI3K/Akt通路。该研究为糖尿病肾纤维化提供多靶点治疗新策略。
Fu Han Wang | Abdulrahman Khaled Alwesabi | Wu Liu | Mueataz A. Mahyoub | Marwan almoiliqy | Eskandar Qaed | Waleed Aldahmash
大连医科大学药理学系，中国大连市芦顺南路西段9号，116044
摘要
糖尿病通过慢性炎症、氧化应激以及促纤维化信号通路的激活（包括TGF-β/Smad和PI3K/Akt）加速肾脏纤维化。本研究在结合链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病与单侧输尿管阻塞（UUO）诱导的肾脏纤维化的双重大鼠模型中，探讨了磷酸肌酸（PCr）的肾脏保护作用。PCr以20或50 mg/kg的剂量腹腔注射，持续八周，从UUO后一周开始。评估了肾功能、氧化应激标志物、线粒体生物能量以及炎症细胞因子（TNF-α、IL-6）的水平。通过Masson三色染色和Sirius Red染色评估组织病理学变化，同时通过Western blotting分析胶原蛋白I、α-SMA、TGF-β、Smad2/3和PI3K/Akt的蛋白质表达。糖尿病合并UUO的大鼠表现出肾功能受损、氧化应激加剧、线粒体功能障碍、炎症细胞因子升高以及纤维化标志物的上调，同时TGF-β/Smad和PI3K/Akt信号通路也处于激活状态。PCr治疗以剂量依赖的方式改善了这些异常，减少了胶原蛋白沉积，恢复了线粒体功能，抑制了炎症，并阻断了促纤维化信号通路。这些发现表明PCr可能是一种针对糖尿病相关肾脏纤维化的潜在多靶点治疗剂。
引言
糖尿病肾病（DN）是糖尿病的常见微血管并发症，对全球慢性肾病（CKD）和终末期肾衰竭的负担有显著影响（Jha等，2024；Ruiz-Ortega等，2020）。长期高血糖和胰岛素抵抗引发了一系列病理过程，导致肾脏损伤，包括氧化应激、持续性炎症、线粒体功能障碍以及促纤维化信号通路的激活（Kanwar等，2011；Li等，2022）。这些机制导致细胞外基质（ECM）蛋白（如胶原蛋白I和III型、纤维连接蛋白和α-平滑肌肌动蛋白α-SMA）的过度生成。这一过程导致肾小球硬化、肾小管萎缩和间质纤维化，从而影响肾脏功能（Hu等，2015；Loeffler和Wolf，2015）。糖尿病肾脏纤维化的发病机制涉及多种相互关联的因素（Sinha和Nicholas，2023）。高血糖促进活性氧（ROS）的产生，引发氧化损伤，触发炎症级联反应，并激活成纤维细胞。这种持续的炎症状态表现为细胞因子水平升高（包括肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-6（IL-6），加剧成纤维细胞增殖和上皮-间质转化（EMT），最终导致细胞外基质（ECM）的积累（Daehn等，2023；Wang等，2023）。转化生长因子-β（TGF-β）/Smad信号通路是关键的细胞内机制，被认为是肾脏纤维化的重要因素。在糖尿病患者的肾脏中，TGF-β水平的升高会触发Smad2/3的激活，这些蛋白随后转移到细胞核，启动促进纤维化的基因转录（Yu等，2022；Zou等，2025）。磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号通路与TGF-β/Smad通路共同与肾脏纤维化相关（Wu等，2022）。PI3K/Akt的激活促进成纤维细胞增殖、上皮-间质转化（EMT）和细胞外基质（ECM）沉积，并与TGF-β/Smad通路相互作用，增强纤维化反应（Zhang等，2021）。在高血糖条件下，这些通路的失调会加剧肾脏损伤，使其成为治疗干预的潜在靶点（Meng等，2015）。磷酸肌酸（PCr）是一种高能磷酸分子，由肌酸激酶磷酸化产生。这一过程对于维持ATP平衡至关重要，尤其是在能量需求高的组织中。除了参与能量代谢外，磷酸肌酸（PCr）还在多个器官中发挥预防、抗氧化和抗炎作用（Shopit等，2020）。先前的研究表明，磷酸肌酸（PCr）可以稳定线粒体功能、减轻氧化应激并抑制炎症。这些机制在纤维化的进展中起着关键作用（Wang等，2025b）。然而，其在糖尿病诱导的肾脏纤维化中的作用，特别是通过调节TGF-β/Smad和PI3K/Akt通路的作用，尚未得到充分研究（Shopit等，2020）。本研究旨在探讨磷酸肌酸（PCr）在大鼠模型中对肾脏的保护作用。该模型结合了链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病和单侧输尿管阻塞（UUO）引起的肾脏损伤。我们推测PCr治疗可能减缓肾脏纤维化的进展，其机制可能包括减轻氧化应激、增强线粒体能量产生、降低炎症细胞因子以及抑制TGF-β/Smad和PI3K/Akt信号通路。本研究提供了关于磷酸肌酸如何用于治疗的机制性认识，特别是作为治疗糖尿病相关肾脏纤维化的潜在方法，因为这种纤维化涉及多个靶点。
材料
链脲佐菌素（STZ）是一种选择性破坏胰腺β细胞的化合物，常用于诱导大鼠2型糖尿病（T2DM），购自Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。作为治疗剂的磷酸肌酸（PCr）来自哈尔滨莱博腾制药公司。针对胶原蛋白I、α-SMA、TGF-β、Smad2/3、磷酸化Smad2/3、PI3K和磷酸化Akt的一抗来自Elabscience生物技术公司。其他所有化学品...
磷酸肌酸改善糖尿病纤维化大鼠的肾功能
链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病导致体重显著下降（图1A），并伴有明显的高血糖（图1B）。此外，UUO诱导的肾脏纤维化进一步加重了肾脏损伤，表现为血清肌酐（图1C）和血尿素氮（BUN）水平显著升高（图1D）。相反，以20 mg/kg和50 mg/kg剂量给予PCr治疗显著缓解了这些症状...
讨论
糖尿病肾脏纤维化是慢性肾病和终末期肾衰竭的主要原因，其特征是细胞外基质过度积累、肾小球硬化、肾小管萎缩和间质纤维化。高血糖及相关代谢紊乱引发氧化应激、慢性炎症和线粒体功能障碍，这些因素与促纤维化通路的激活共同加剧了肾脏损伤（Hou等，2025；Jin等，2023）。
结论
磷酸肌酸（PCr）在结合链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病与单侧输尿管阻塞（UUO）诱导的肾脏损伤的双重大鼠模型中，显著缓解了糖尿病加重的肾脏纤维化。PCr治疗改善了肾功能，减少了氧化应激，恢复了线粒体生物能量，并抑制了促炎细胞因子。在分子水平上，PCr抑制了关键的促纤维化通路，包括TGF-β/Smad通路，并且在本研究中首次证明了PI3K/Akt通路的抑制作用，从而减少了...
作者贡献声明
所有列出的作者对整个研究的完整性负责，并已最终批准提交的手稿版本。A、B、C – Fu Han Wang、Wu Liu和Abdulrahman Khaled Alwesabi设计并实施了实验，收集了数据，进行了统计分析，并撰写了包括图表制作的手稿。D、E – Waleed Aldahmash和Mueataz A. Mahyoub参与了手稿的修订。F – Marwan almoiliqy修订了手稿。G-H – Waleed...
CRediT作者贡献声明
Eskandar Qaed：写作、审阅与编辑，监督。
Almoiliqy Marwan：写作、审阅与编辑。
Mueataz A. Mahyoub：写作、审阅与编辑。
Wu Liu：写作、审阅与编辑。
Waleed Aldahmash：监督。
Abdulrahman Khaled Alwesabi：写作、审阅与编辑。
Fu Han Wang：写作、审阅与编辑，方法学设计，实验实施，数据分析，概念化。
伦理声明
本研究中的所有动物实验均严格遵循国际实验室动物护理和使用标准，并获得了大连医科大学动物伦理委员会的批准，许可证号为SCXK2025–00027。
资助
作者感谢沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学的正在进行的研究资助计划（ORF-2026–1080）的支持。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
致谢
作者感谢沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学的正在进行的研究资助计划（ORF-2026–1080）的支持。
