《Journal of Ethnopharmacology》:Mechanistic Elucidation of the Therapeutic Effects of Fushen Xiezhuo Formula on Chronic Kidney Disease
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民族药理学相关性:复肾泄浊方(Fushen Xiezhuo Formula,FSXZF)是治疗慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的经典中药复方,临床实践证实其可健脾益肾、活血泄浊并发挥肾脏保护作用,但其具体活性成分及分子机制尚未
民族药理学相关性:复肾泄浊方(Fushen Xiezhuo Formula,FSXZF)是治疗慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的经典中药复方,临床实践证实其可健脾益肾、活血泄浊并发挥肾脏保护作用,但其具体活性成分及分子机制尚未明确。目的:研究人员采用多学科策略系统解析FSXZF对腺嘌呤诱导CKD大鼠模型的活性成分及干预机制。方法:整合血清药物化学、网络药理学、分子对接及代谢组学技术,首先采用超高效液相色谱-高分辨质谱(UHPLC-HRMS)鉴定口服FSXZF后的入血成分,预测CKD相关靶点并构建成分-靶点互作网络,筛选核心靶点并进行分子对接验证。通过连续3周每日灌胃腺嘌呤(250 mg·kg-1·day-1)建立大鼠CKD模型,将成模动物随机分为模型组、FSXZF高剂量组(32.5 g·kg-1·day-1)和低剂量组(16.3 g·kg-1·day-1),同步设置健康对照组,给药干预4周后评估体重、肾功能指标、肾组织炎症因子(IL-1β、TNF-α、IL-17)、氧化应激标志物(MDA、SOD、GSH-Px)及能量代谢指标(ATP、乳酸、丙酮酸);采用Western blotting检测PI3K/AKT/mTOR–HIF-1α轴及糖脂代谢相关蛋白表达;通过H&E染色、Masson三色染色及油红O染色评估肾组织病理损伤、纤维化及脂质沉积;透射电镜观察线粒体超微结构,检测线粒体膜电位及活性氧(ROS)水平;最后基于UHPLC-HRMS开展肾组织非靶向代谢组学分析,筛选差异代谢物及相关通路。结果:共鉴定到260种FSXZF相关循环成分,其中原型成分39种、代谢产物221种;网络药理学分析显示其显著富集于PI3K/AKT信号通路、HIF-1α信号通路及脂质代谢与动脉粥样硬化通路。体内实验表明,FSXZF可显著增加CKD大鼠体重、降低肾指数、改善肾组织病理损伤及肾功能(SCr、BUN、UA、ACR水平降低,P< 0.05);抑制肾组织IL-1β、TNF-α、IL-17过表达,降低MDA及ROS水平,提升SOD及GSH-Px活性,恢复线粒体膜电位,增加ATP生成,减少乳酸及丙酮酸蓄积,并下调PI3K/AKT/mTOR磷酸化水平及HIF-1α表达(P< 0.05)。代谢组学共识别32个核心差异代谢物,主要参与能量与脂质代谢通路,包括初级胆汁酸生物合成及叶酸池介导的一碳代谢,为FSXZF调控CKD代谢紊乱提供了代谢层面证据。结论:FSXZF可改善腺嘌呤诱导CKD大鼠的肾功能及肾小管间质纤维化,其作用机制与抑制PI3K/AKT/mTOR–HIF-1α轴活化、减轻炎症与氧化应激、部分修复紊乱的能量代谢有关。血清药物化学、网络分析、分子对接、体内实验及肾组织代谢组学的整合证据支持FSXZF作为CKD的多靶点候选治疗药物,但其通路依赖性仍需进一步验证。
本研究发表于《Journal of Ethnopharmacology》,针对慢性肾脏病(CKD)全球患病率持续上升、现有治疗手段难以有效阻断疾病进展的临床难题展开。CKD以不可逆肾单位丢失及肾小管间质纤维化为核心病理特征,2022年全球患病人数约达8.5亿,预计2040年将升至全球死因第5位,且伴随高昂医疗负担。肾脏作为高能耗器官,对缺氧及代谢异常高度敏感,肾小管上皮细胞在损伤后常发生代谢重编程,从脂肪酸氧化转向糖酵解,驱动纤维化进展。传统中药复方因多成分、多靶点的特点,在CKD治疗中显示出独特潜力。复肾泄浊方(FSXZF)由红参、黄芪、熟地黄等13味中药组成,临床用于脾肾亏虚型CKD患者,前期研究已提示其可改善症状及肾功能,但具体物质基础与作用机制尚未系统阐明。本研究旨在整合多学科技术,揭示FSXZF干预CKD的药效物质基础及分子机制,为其临床应用提供科学依据。
研究人员采用多学科整合策略开展研究,核心技术方法包括:①血清药物化学:采用超高效液相色谱-高分辨质谱(UHPLC-HRMS)鉴定口服FSXZF后大鼠血清中的原型成分及代谢产物;②网络药理学:基于原型成分预测CKD相关靶点,构建成分-靶点互作网络并筛选核心通路;③分子对接:验证活性成分与潜在靶点的结合亲和力;④体内药效评价:采用腺嘌呤灌胃法建立SD大鼠CKD模型,设置模型组、高低剂量给药组及健康对照组,干预4周后评估肾功能、病理损伤及分子表型;⑤肾组织非靶向代谢组学:基于UHPLC-HRMS分析肾组织代谢轮廓,筛选差异代谢物及扰动通路。
结果
Identification of FSXZF-Derived Constituents in Serum:通过UHPLC-HRMS分析,共鉴定到260种FSXZF相关循环成分,其中原型成分39种、代谢产物221种,主要化学类别为莽草酸及其衍生物。
Results:网络药理学分析显示,39种原型成分显著富集于PI3K/AKT信号通路、HIF-1α信号通路及脂质代谢与动脉粥样硬化通路。体内实验表明,FSXZF可显著改善腺嘌呤诱导CKD大鼠的一般状态及肾功能,降低血清肌酐(SCr)、尿素氮(BUN)、尿酸(UA)及尿白蛋白肌酐比值(ACR)水平(P< 0.05);抑制肾组织炎症因子IL-1β、TNF-α、IL-17表达,降低氧化应激指标丙二醛(MDA)及活性氧(ROS)水平,提升超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性;恢复线粒体膜电位,增加三磷酸腺苷(ATP)生成,减少乳酸及丙酮酸蓄积;下调PI3K/AKT/mTOR通路磷酸化水平及低氧诱导因子-1α(HIF-1α)表达(P< 0.05)。肾组织非靶向代谢组学共识别32个核心差异代谢物,主要参与初级胆汁酸生物合成及叶酸池介导的一碳代谢等能量与脂质代谢通路,证实FSXZF可协调调控CKD大鼠的代谢紊乱。
讨论
研究人员指出,CKD进展与代谢重编程密切相关,肾小管上皮细胞的糖酵解异常激活及线粒体功能障碍是纤维化的重要驱动因素。FSXZF通过多成分协同作用,靶向抑制PI3K/AKT/mTOR–HIF-1α轴过度活化,减轻炎症与氧化应激损伤,同时修复能量代谢失衡,从而延缓肾小管间质纤维化进程。这一机制与中医“健脾益肾、活血泄浊”治则相契合,体现了中药复方多靶点干预复杂疾病的优势。
结论
综上所述,复肾泄浊方(FSXZF)可改善腺嘌呤诱导慢性肾脏病(CKD)大鼠的肾功能及肾小管间质纤维化。其保护效应与抑制PI3K/AKT/mTOR–HIF-1α轴活化、减轻炎症与氧化应激、部分修复紊乱的能量代谢相关。血清药物化学、网络分析、分子对接、体内实验及肾组织代谢组学的整合证据表明,FSXZF可作为CKD的多靶点候选治疗药物,但其通路依赖性仍需进一步验证。