基于SOCS对JAK/STAT通路的负调控探讨镰形棘豆总黄酮对炎症损伤的糖尿病肾病的作用及机制

Diabetic nephropathy (DN) is one of the chronic microvascular complications of diabetes，and also is the main reason of death in patients with diabetes. Its pathogenesis is unclear. Recently, many studies showed that chronic inflammation is associated with DN. In complex inflammatory signaling pathways, JAK/STAT can mediate a variety of inflammatory cytokines signal transduction processes and activate corresponding target genes. Therefore, JAK/STAT is a major pathway of DN. Closely, research showed SOCS proteins has a negative regulatory role on JAK/STAT pathway. Thus, through increasing expression of SOCS to inhibit JAK/STAT pathway will be a new idea on prevention of DN. Traditional Chinese Medicine believes that DN main pathogenesis is kidney collateral damage caused by endogenous hot and toxin based on Qi and Yin deficiency. Thus, we chose Tibetan Oxytropis falcate total flavonoids as research object, using spontaneous diabetic animals KK-Ay mice and glomerular mesangial cells stimulated by high glucose, with SOCS and JAK/STAT as targets, using molecular biology techniques to observe inflammatory factors MCP-1, NF-κB, IL-6 and TGF-β1, from the overall level and cellular level to explore the effect and mechanism of Oxytropis falcate total flavonoids on DN, so that provide a new idea and method for DN prevention and treatment.

糖尿病肾病（DN）是糖尿病慢性微血管并发症之一，是糖尿病患者死亡的首因。其发病机制尚不清楚，近年来研究表明：慢性炎症与DN关系密切。在复杂的炎症信号通路中，JAK/STAT可介导多种炎症因子的信号转导并活化相应靶基因，是DN的主要通路。最近发现，SOCS蛋白对JAK/STAT 通路具有负调控。因此，上调SOCS表达来抑制JAK/STAT通路成为防治DN的新思路。中医认为DN的主要病机是：气阴两虚引起的内生火热毒邪损伤肾络。因此，本课题选用具有“清热解毒”、“抗炎”作用的藏药镰形棘豆总黄酮为研究对象，采用自发性糖尿病动物模型KK-Ay小鼠及高糖刺激的肾小球系膜细胞，以“SOCS、JAK/STAT”为靶点，利用分子生物学实验技术，通过观察炎症因子MCP-1、NF-κB、IL-6、TGF-β1的表达，从整体水平、细胞水平探讨镰形棘豆总黄酮对DN的作用及机制，为中医药防治DN提供新思路和新方法。

本项目通过研究镰形棘豆提取物对糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN）KK-Ay小鼠空腹血糖、肾功能、肾脏病理形态、肾组织SOCS3/JAK2/STAT3蛋白基因和炎症因子的作用，探讨了镰形棘豆提取物对糖尿病肾病中SOCS3/JAK2/STAT3信号通路及炎症因子的作用机制，进一步拓展糖尿病肾病研究思路，为研究攻关这一重大课题提供理论依据。主要研究内容：本项目采用2型糖尿病自发型动物模型KK-Ay小鼠为研究对象，利用PCR、免疫组织化学、病理学、Western blot等实验技术，观察镰形棘豆总黄酮对糖尿病小鼠肾功能、肾脏组织炎症因子MCP-1、NF-κB、IL-6、TGF-β1表达的作用，以及对SOCS、JAK/STAT通路的作用，同时，观察了镰形棘豆总黄酮对糖尿病KK-Ay小鼠肾组织纤维化及TGF-β1/Smads信号通路的作用。从整体水平、分子水平，全面探讨了镰形棘豆总黄酮对炎症介导的DN的作用靶点及分子机制。重要成果：（1）镰形棘豆提取物具有降低DN小鼠血糖作用，能够下调血肌酐、尿素氮和尿酸的水平，改善DN肾脏病理损害，起到延缓DN进程的作用。（2）镰形棘豆提取物可通过升高DN小鼠肾组织SOCS3因子的表达来抑制JAK2、STAT3通路表达，从而灭活炎症因子IL-6，对DN小鼠肾组织起到保护作用，这可能是该药改善DN病情的作用机制之一。（3）镰形棘豆总黄酮能够降低α-SMA的表达，修复E-cadherin的表达，降低糖尿病小鼠肾间质细胞外成分Ⅰ、Ⅲ型胶原以及FN的表达。（4）镰形棘豆总黄酮能够降低糖尿病小鼠肾组织Smad3、TβRⅠ、TβRⅡ的表达，对纤维化TGF-β1/Smads信号传导通路具有一定的抑制作用。研究的意义：本项目初步阐明了镰形棘豆总黄酮提取物对早期DN模型小鼠的血糖、肾功能及SOCS/JAK/STAT炎症通路、TGF-β1/Smads纤维化信号通路的作用靶点和分子生物学机制，同时结合中医学毒邪学说，探讨早期DN病变过程中毒邪的致病作用，及清热解毒中药对本病的治疗作用和靶点机制，拓展了中医学在该病防治上的用药思路。