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人参皂苷Rg1对肾脏的保护作用及其机制研究进展
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G—R91抗肾脏纤维化的作用
肾小球硬化和肾间质纤维化是多种临床和实验性肾病的 共同转归,是肾衰竭的主要病理基础。肾小管间质纤维化是所 有慢性肾脏疾病发展的最终结果,是各种肾脏疾病导致终末期 肾病的共同通路【2l,是导致终末期肾衰竭的主要原因之一。细 胞外基质(extracelluar matrix,ECM)在肾间质的积聚是肾小管 间质纤维化的主要特征。研究表明肾小管上皮细胞一肌成纤 维细胞转分化(tubularpithelial—myofibroblast
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人参皂苷Rgl对肾脏的保护作用及其机制研究进展
王宝福①谢席胜①
人参(panax g/nseng
冯胜刚①△
C.A.蚴)和三七(panax
notog/n—
成纤维细胞的标记物,如:a一平滑肌肌动蛋白(a—maooth mus.
de
seng)是我国传统的名贵中药,同属五加科草本植物。人参具有 大补元气、补气益肺、生津止渴、安神益智等功效;三七具有滋 补、强壮、补血、消肿止痛、止血散癖等功效;两者均应用于中医 临床已有2千多年的历史。人参皂苷(parmxoside)和三七总皂 苷(panax nan硒ns∞g∞pon妇,PNS)分别是人参、三七的主要 有效成分。而人参皂苷Rgl(ginsenoside R91,G~R91)是人参 皂苷中含量最多、活性较强的人参皂苷三醇型的单体皂苷成 分,同时也是PNS中含量最高、活性较强的有效单体成分。 G-R91分子式:G2H72014,分子量:801.01 Da,结构式见图1。
transdifferenti。
细胞形态学的改变;剂量依赖性地使TGF一口诱导的NRK52E 细胞表型转分化的重要标志n—SMA和E—cadherin得以改 善。胶原I和纤连蛋白是细胞外基质的主要成分,试验中发现 G-Rgl剂量依赖性地降低了胶原I和纤连蛋白的增加。此 外,课题组m J发现G~Rgl还能抑制TGF一岛下游信号分子 p-ERKl/2的表达,抑制肾小管上皮细胞转分化,减少细胞外 基质的积聚,延缓肾间质纤维化。血小板反应蛋白一1(throm— bospondin一1,TSP一1)是TGF一禹重要的活化因子,可以表达 于不同类型的肾脏细胞,特别是受损的小管间质细胞∞~25J。 TGF-岛必须在TSP一1的激活之后才能与其受体相结合。
G—R91的促肾脏血管生成作用
肾间质纤维化的主要特征是ECM在肾小管间质内积聚, 进行性肾间质纤维化在整个过程中都伴有肾小管和肾间质毛 细血管的消失[31 J。无论是动物实验还是人体实验,研究发现 在肾间质纤维化的过程中,小管周围毛细血管明显减少,同时 毛细血管的再生修复能力降低[32】。所以,毛细血管修复成为 肾小球损伤和肾小管间质受损后功能恢复的重要条件,在此过 程中血管再生发挥着重要作用[33]。人体血管再生受血管生长 刺激因子和血管生长抑制因子的双向调节。其中血管内皮生 长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是主要的血管
113F一岛蛋白在梗阻肾小管周围间质表达明显升高。爪讲一融
通过激活Smad 2/3通路而引起TEMT,从而导致肾小管间质 纤维化病理过程的发生[9I。同时,TGF一岛下游信号分子细胞 外信号调节激酶(extracellular signal—regulated kinase,ERK)的 激活在肾间质纤维化过程中也起重要作用【11,12J。TGF一融通 过激活近端小管上皮细胞内的丝裂原活化蛋白激酶(mitogen—
erating betic
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为血管内皮细胞直接作用于受损心肌组织的毛细血管再生修 复。小分子础qA(r11iRNAs)是小的非编码RNA,可以作为转录 后基因调制器。Chart等[41 J利用miRNA的芯片分析发现G— Rgl可以通过下调miR一214的表达,提高内皮型一氧化氮合 酶的表达,调节细胞转移和小管的形成从而促进新血管形成。 Leung等【42 J也发现G—Rgl作为糖皮质激素受体的激动剂配 体可以激活糖皮质激素受体,通过非转录P13K/Akt途径诱导 内皮型一氧化氮合酶的合成,从而促进血管生成。Shi等¨3J研 究发现G—Rgl以剂量依赖的形式促进内皮母细胞增殖、转移 和黏附以及血管内皮生长因子的产生从而促进血管的形成。 本课题组证明旧JG—Rgl作为一种新型的血管生成剂,可以抑 制TSP一1的表达,增加VEGF的表达,调整微血管的完整性, 增加血管密度,从而延缓UUO大鼠模型肾脏纤维化的进展。
aetin,a—s^似)等【3,4,6】。肾小管上皮细胞一旦转变为肌成
纤维细胞就获得了分泌ECM的能力,从而导致肾间质纤维化 的发生发展【3]3。TEMT是在大量生长因子和激素通过各种不 同途径的调控作用下发生的。大量证据显示转化生长因子 一岛(transforming growth factor-岛,TGF一岛)是目前已知作用 最强的致纤维化细胞因子之一,TGF一岛过度表达可导致肾 小球硬化及肾间质纤维化【7q]。Mizuguchi等【10]报道,单侧输 尿管梗阻(unilateral ureteral obstruction,UUO)大鼠1 d和14 d
最新研究表明炎症反应参与了DN的启动和发展,成为DN发 生发展的关键因素【44,45]。巨噬细胞浸润在病变部位是DN炎 症的特征性表现之一,也是DN发生发展的中心环节[46J。各 种单核细胞趋化因子和炎症因子加速了肾脏病炎症的进展。
cell nuclear
antigen,P心『A)表达是细胞增殖的标志之一。
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其中单核细胞趋化因子蛋白一1(rcm,聊e
dsrmmtic protein一1,
MCP-1)是最主要的趋化单核/巨噬细胞到肾脏的细胞因子, 能导致单核/巨噬细胞在病变部位组织内大量浸润,发动炎症 反应,促进肾小球系膜细胞增生、促进PCNA表达增加核细胞 外基质沉积,加速肾小球硬化[47J。肿瘤坏死因子一a(tumor
necrosisfactor
a,TNF—a)是最主要的炎症因子,由巨噬细胞
产生,可通过自分泌效应作用于其他的巨噬细胞,引起更多的 巨噬细胞进一步活化。活化的巨噬细胞再释放多种促炎介质, 导致疾病持续发展。本课题组研究发现mJDN大鼠MCP一1、 TNF—a无论是基因水平还是蛋白质水平均明显升高,说明 DN过程中存在明显的炎症反应过程,这与新近相关报道一致。 李世辉等H9J通过静脉滴注G—Rgl治疗2型糖尿病,观察 到人参皂苷具有提高纤溶活性,改变血小板黏附性和聚集状 态、改善微循环、抗凝血及防止血栓形成作用。张学凯等【so]用 原位杂交及免疫组化检测了DN大鼠肾脏MCP一1 mRNA和 蛋白的表达以及G—Rgl干预的情况,结果发现:G—Rg]能降 低DN大鼠肾脏MCP—l mRNA和蛋白的表达。我们课题组 发现【勰JG-Rgl可能通过抑制炎症因子MCP一1、TNF—a的 表达,减少蛋白尿,减少足细胞损伤,改善肾组织的病理反应从 而保护DN的发展。同时,本课题组研究发现[51 JG—Rgl明显 改善DN大鼠病理损害、24 h尿蛋白定量和血肌酐水平,同时, 经过G—Rgl干预后,MCP一1、TNF一口二者的表达无论是基 因水平还是蛋白水平均明显下降,表明G—Rgl可以降低炎症 因子的表达水平,从而减少病变肾组织中炎症细胞的浸润进而 抑制DN过程中的炎症反应,延缓DN的进展,保护肾脏。 蛋白尿是大多数肾脏疾病的共同临床表现之一,更是DN 进展中的独立危险因素[52 J。肾小球滤过膜通过滤过膜孔的大 小和电荷屏障阻止蛋白质的通透,是防止蛋白尿产生的最重要 机制。而肾小球脏层细胞即足细胞是滤过膜的最后一道屏障,
ation,TEm)可能是各种进展性肾脏疾病发生问质纤维化的
重要机制之一【3,4J。在肾脏疾病中,大多数的小管间质肌成纤 维细胞来源于小管上皮细胞通过TEMT转化而成【3・5I。即在一 定的病理条件下肾小管上皮细胞发生表型改变,失去表达E一 钙黏着蛋白(E—eadherin)等上皮细胞的标记抗原,开始表达肌
~’ ④心些季学院第二临床学院(南充市中心医院)肾内科(南充637001) …一
△通讯作者
万方数据
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研究发现外源性1sP一1可以剂量依赖性地增加近端小管上 皮细胞TGF-岛rnRNA的含量,增加TGF~岛的分泌旧6|。本 课题组研究发现怛7JG-Ikl可以通过抑制TSP一1的表达进而 抑制了TGF一岛mRNA的转录和TGF一岛分泌而实现其抗纤 维化的作用。 肾小管细胞凋亡,肾间质纤维化是梗阻肾实质减少,肾功 能减退的根本原因。以往的研究已经证实所有的梗阻性肾病 最终会因梗阻导致的一系列损伤反应引发不可逆的肾间质纤 维化和肾小管萎缩,而在此病理过程中,细胞凋亡起着极为重 要的作用,它是形成肾小管周围纤维化和肾小管萎缩的重要基 础之一。在此过程早期,致癌因子蛋白一1(Bcl一2)家族发挥了 较大的调控作用[28J。在一定条件下,bax能加速细胞周期进 程,而Bcl一2阻遏、抑制细胞增殖。细胞凋亡与Bd一2和Bax 的比例相关。郝丽娜等怛9J的研究成果显示,G—Rgl可促进 UUO模型大鼠肾小管上皮细胞13cl一2蛋白的表达,抑制Bax 蛋白的表达,抑制小管上皮细胞凋亡;G—Rgl总体上可抑制间 质细胞凋亡,但却抑制间质细胞Bcl一2蛋白的表达,有促进 Bax蛋白表达的趋势,使Bcl一2与Bax比例下降。G—Rgl既 能通过非&l一2一Bax线粒体途径选择性地抑制某些间质细 胞的凋亡(主要是炎性细胞),同时可能通过Bcl一2一Bax线粒 体途径促进另外一些间质细胞的凋亡(主要是成纤维细胞)从 而起到抑制肾小管细胞凋亡的作用。增殖细胞核抗原(pmlif—
activated protein
kinase,MAPK)和ERK直接激活‰d通路从
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而诱导TEMT的发生【13I。因此,抑制ERK活化,抑制TGF一岛 诱导的Smad 2磷酸化从而抑制TEMT的发生发展,成为治疗 肾间质纤维化的治疗靶点。本课题组前期研究证实PNS能抑 制。肾小管上皮细胞转分化,有效改善肾脏纤维化【14,15j。G— 图1 G—Rgl结构式 Rgl作为PNS的主要有效单体成分,有研究证实G—Rgl能改 善心肌和肝脏的纤维化,改善血管增殖作用[16,17J。研究证实 无论是口服或静脉注射,G—Rgl在。肾脏均有较高的分布¨8|。 自日本学者报道n9jG—Rgl能改善肾脏疾病的病理改变后, G—Rgl对肾脏的作用得到了关注。柯昌兴等…观察到, TGF一岛蛋白在UUO大鼠肾间质和肾小球细胞中表达显著升 高,在系膜细胞、血管壁内皮细胞中也显著升高。TGF一既蛋 白在G—Rgl治疗组肾间质和肾小球中的表达较非治疗组中 显著减少,提示G—R91可能有抑制梗阻肾间质纤维化和肾小 球硬化的作用。本课题组[加J最近的研究表明G—R91具有明 显延缓UUO大鼠肾组织纤维化的作用,其机制与G—Rgl能 抑制TGF一岛的表达有关。课题组进一步发现幢lJ:G—R91在