海藻紫菜多糖和枸橼酸钾协同抑制肾结石的形成研究

Renal epithelial cell damage is an important factor for inducing renal stone formation, but it has no effective methods to repair injured cells in clinical practice till now. We have preliminary compared the cell repair ability of Porphyra yezoensis polysaccharide, Gracilaria lemaneiformis polysaccharide, Sargassum fusiforme polysaccharide, Eucheuma gelatinae polysaccharide, and Undaria pinnatifida polysaccharide in epithelial cells, the Porphyra yezoensis polysaccharide with the highest -SO3H content presented the best cell repair ability. We will modify the structure of Porphyra yezoensis polysaccharide by oxydative degradation, sulfation and desulfation, and subsequently explore the effect of polysaccharide structure on CaOx mineralization regulation, cell repair and antiurolithic activity, study the advantages of synergistic inhibition of Porphyra yezoensis polysaccharide and potassium citrate in kidney stone formation compared to single inhibition by potassium citrate. We will illuminate the internal relations between renal stone formation and cell damage, cell repair, crystal adhesion as well as crystal internalization from the point of view of chemistry, cell biology and molecular biology, and hope to provide enlightenment for developing green and efficient antiurolithic polysaccharides drugs.

肾上皮细胞的损伤是诱发结石形成的重要原因，目前临床上对于损伤细胞的修复还无行之有效的方法。寻找兼具溶石和细胞修复的药物对于降低结石复发率、延缓肾功能恶化具有深远意义。我们前期对紫菜，龙须菜，羊栖菜，麒麟菜以及裙带菜多糖的细胞修复能力进行了初步筛选，硫酸基含量最高的紫菜多糖表现出最优的细胞修复能力。本项目将选择紫菜多糖并通过氧化降解、硫酸化及脱硫酸化等手段对其结构进行修饰，研究多糖结构对CaOx晶体的矿化调控、细胞修复以及体内抗结石能力的影响，比较紫菜多糖和枸橼酸钾协同抑制结石相比于单一枸橼酸钾治疗结石所存在的优势。从化学、细胞生物学以及分子生物学角度阐明细胞损伤、细胞修复、晶体粘附、晶体内吞与肾结石形成的内在联系，为开发绿色高效的防石小分子多糖药物提供启示。

肾上皮细胞的损伤是诱发结石形成的重要原因，目前临床上对于损伤细胞的修复还无行之有效的方法。寻找兼具溶石和细胞修复的药物对于降低结石复发率、延缓肾功能恶化具有深远意义。本项目选择紫菜多糖(PYP)并通过氧化降解和硫酸化手段对其结构进行修饰，研究了多糖结构对CaOx晶体的矿化调控、细胞修复以及体内抗结石能力的影响，比较了PYP和枸橼酸钾(K3Cit)协同抑制结石相比于单一枸橼酸钾治疗结石所存在的优势。此外，我们还通过氧化降解和硫酸化处理获得了不同硫酸化程度和不同分子量的PYP，并研究了分子量和硫酸基含量对多糖修复能力和保护作用的影响。PYP可以改善损伤细胞的状态，抑制COD向COM晶型的转化；K3Cit可以明显抑制CaOx晶体的成核，减少晶体的生成量。PYP对损伤细胞的修复以及PYP和K3Cit协同对CaOx结晶的抑制作用共同降低了细胞的损伤和细胞表面的结晶量。此外，PYP还可以修复氧化损伤的细胞，降低草酸钙晶体的细胞毒性。PYP可以增加HK-2细胞的活力，恢复细胞形态特征，降低乳酸脱氢酶释放、活性氧的产生和细胞内Ca2+水平，抑制线粒体膜电位的去极化、恢复细胞周期进程、减少8-羟基脱氧鸟苷和聚ADP核糖聚合酶表达、溶酶体损伤、以及凋亡细胞的数量。经PYP修复或保护的细胞具有更强的抑制结晶粘附能力。本项目从化学、细胞分子生物学和动物学角度阐明了细胞损伤与修复、晶体粘附、晶体内吞与肾结石形成的内在联系，这将为开发绿色高效的防石多糖药物提供重要的指导和参考。