肾茶提取物通过TLR4/NOX4通路延缓草酸钙结晶肾损伤的机制研究

Urolithiasis becomes an important factor in chronic renal disease, of which calcium oxalate crystals are the early performance. Oxalate crystals lead to chronic tubulo-interstitial nephritis, and oxidative stress injury and native immune response of renal epithelial cells are the main pathological features. Orthosiphon is a chinese traditional herb commonly used for prevention and treatment for urolithiasis, though the effective components and targets are still unclear. We investigated that Orthoiphon spicatus ethyl acetate extract could attenuate renal injuries caused by oxalate crystals and inhibit the expressions of toll-like receptor 4 (TLR-4) and NADPH oxidase 4(NOX4) by the method of proteomics. Thus, we like to use the methods of molecular biology、metabonomics and signal transduction to explore that the interaction between TLR4 and NOX4 in the process of crystals induced renal injury; orthosiphon extract prevent tubulo-interstitial damage from oxidative stress and native immune response via TLR4/NOX4 pathway.

泌尿系结石已成为慢性肾脏病的重要病因，其早期表现主要为草酸钙结晶，结晶导致的肾小管/间质损伤是肾脏慢性病变的起始环节，其病理特点为小管上皮的氧化应激损伤和非特异性免疫反应。肾茶是祖国传统医学中预防和治疗结石的常用药材，但其发挥作用的有效成分和作用靶点尚不完全清楚。项目组前期研究发现肾茶乙酸乙酯提取物可以在体内、外改善草酸钙结晶导致的小管损伤，进一步，采用蛋白质组学方法研究发现这一提取物可以显著抑制TLR4及NOX4 的上调。以此为基础，本课题拟综合利用分子生物学、代谢组学和信号转导研究技术开展以下工作(1) TLR4和NOX4在结晶肾损伤中的相互作用及其信号转导机制;(2) 肾茶提取物是否通过调控TLR4、NOX4及其信号网络来抑制氧化应激、非特异性免疫反应介导的小管/间质损伤。从而为肾茶治疗草酸钙结晶肾损伤提供物质基础依据和理论参考。

泌尿系结石发病率逐年升高，草酸盐结石是其中最主要的成分，而草酸盐结晶造成的肾小管上皮细胞损伤是引起肾功能减损的重要病理生理基础，为此探讨结晶导致小管上皮细胞损伤的机制及干预手段是泌尿外科和肾脏内科重要的学科交叉热点。基于祖国传统医学理念，课题组选择具有利尿排石确切功效的特色药材肾茶为研究对象，挖掘这一药材对抗草酸盐结晶肾损伤的作用机理。通过植物化学的提取手段获得了肾茶不同部位的提取物，发现乙酸乙酯部位提取物具有对抗结晶肾损伤的较好作用。基于结构预测的方法，这一提取物中的化学成分在结构上可以同介导氧化应激损伤的重要分子发生相互作用，实验表明这一提取物可以有效抑制小鼠草酸盐结晶肾损伤模型钙盐沉积、修复氧化应激失衡、上调小管细胞钙转运相关蛋白表达，还可以抑制TLR4介导的非特异性炎症反应，并且通过对NOX4酶的抑制进而实现对炎症小体活化的抑制，这一抑制作用在高浓度下与夹竹桃素的作用相当。 在分析TLR4和NOX4的相互作用时还发现，单纯TLR4缺失可以延缓结晶肾损伤但并不能降低NOX4的表达，而肾茶提取物确实可以在多个层面上抑制NOX4酶表达及活性，并影响下游生物学效应，从而实现对肾小管上皮细胞的修复以及对上皮细胞EMT变化的抑制，最终达到肾脏结构和功能保护的目的。