基于TGF-β/Smad/CTGF信号通路研究羽扇豆酮防治2型糖尿病肾病的作用及机制

Diabetic nephropathy (DN) is the leading cause of death in patients with type 2 diabetes. It has been a hot spot to find the ideal drug for the prevention and treatment of type 2 DN with less side effects and definite curative effect. It is a good strategy to stop and treat DN by regulating the expression of TGF-β1/Smad and then down-regulate transcription of CTGF to delay renal fibrosis. Our previous research found that lupenone with high safety in Rhizoma Musae has the potential to prevent type 2 DN, and its mechanism may be related to the delaying of renal fibrosis by lupenone, but the lupenone effect of preventing and treating type 2 DN still needs to be proved, and the mechanism has not been elucidated. Therefore, in this project, we used high glucose to induce mouse glomerular mesangial cells and spontaneous type 2 DN db/db mouse model as vectors, and modern molecular biology and other research methods and techniques are applied to study the changes in mouse kidney function indicators of db/db mice, and further study the key indicators of lupenone regulation of renal fibrosis and the key target molecules gene and protein expression changes of TGF-β/Smad/CTGF signaling pathway, exploring the effect and mechanism of lupenone on type 2 DN. The results provide a new scientific basis for the prevention and treatment of type 2 DN with lupenone or its use as a lead compound.

糖尿病肾病（DN）是2型糖尿病患者死亡的主要原因。寻找副作用少、疗效确切防治2型DN的理想药物一直是研究的热点。通过调节TGF-β1/Smad的表达、下调CTGF的转录来延缓肾脏纤维化是阻止和治疗DN的较佳策略。课题组前期研究发现，芭蕉根中安全性较高的羽扇豆酮有防治2型DN的潜力，其机制可能与羽扇豆酮延缓肾脏纤维化有关，但羽扇豆酮防治2型DN的效果仍需证明，作用机制需要探明。因此，本项目以高糖诱导小鼠肾小球系膜细胞和自发性2型DNdb/db小鼠模型，运用现代分子生物学等学科的研究方法和技术，研究给予羽扇豆酮治疗后db/db小鼠肾功能指标的变化，并进一步研究羽扇豆酮调控肾脏纤维化关键指标及TGF-β/Smad/CTGF信号通路关键靶分子基因和蛋白表达的变化情况，探讨羽扇豆酮防治2型DN的作用及机制。研究结果为羽扇豆酮防治2型DN或将其作为先导化合物进一步开发利用提供新的科学依据。

糖尿病肾病（DN）是2型糖尿病患者死亡的主要原因。寻找副作用少、疗效确切防治2型DN的理想药物一直是研究的热点。通过调节TGF-β1/Smad的表达、下调CTGF的转录来延缓肾脏纤维化是阻止和治疗DN的较佳策略。本项目以高糖诱导小鼠肾小球系膜细胞（小鼠MCs）和自发性2型DN db/db小鼠模型，运用现代分子生物学等学科的研究方法和技术，研究羽扇豆酮对2型DN肾功能指标和肾脏纤维化关键指标及TGF-β/Smad/CTGF信号通路关键靶分子基因和蛋白表达的影响。结果发现，羽扇豆酮对2型DN db/db小鼠的一般病理状况具有改善作用，能降血糖和降低糖化血红蛋白与胰岛素的含量，能降低尿中24h尿蛋白、微量白蛋白、a1-微球蛋白、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶水平，能降低血中尿酸、肌酐、尿素氮及升高血中总蛋白、白蛋白水平，能抑制肾脏组织纤维化的进程，能抑制高糖诱导的小鼠 MCs和2型DN db/db小鼠肾脏纤维化指标Collagen-I、Collagen-Ⅳ及Fibronectin mRNA和蛋白的表达水平，能下调TGF-β1、p-TβRI/TβRI、TβRⅡ、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3、Smad4、Smurf2、CTGF和上调Smad7蛋白表达水平，下调TGF-β1、TβRI、TβRⅡ、Smad2、Smad3、Smad4、Smurf2、CTGF和上调Smad7 mRNA表达水平，揭示羽扇豆酮通过调控TGF-β/Smads信号通路的活性，减少CTGF表达，从而延缓2型DN肾脏纤维化的发生发展，实现防治2型DN的目的。另外，通过研究羽扇豆酮对NF-κB炎症信号通路的影响，还发现羽扇豆酮能抑制2型DN db/db小鼠肾脏组织中炎症指标IL-1β、MCP-1、TNF-α mRNA和蛋白表达水平，下调IKKβ、p-p65/p65、p-IkBα/IkBα蛋白和IKKβ、p65及IkBα mRNA表达水平，提示羽扇豆酮还可以通过抑制NF-κB信号通路来调控炎症细胞因子释放，从而降低肾脏炎症反应，实现防治2型DN的作用。还发现羽扇豆酮对2型DN db/db小鼠的心、肝、脾脏损伤具有保护和修复作用。芭蕉茎可替代芭蕉根作为羽扇豆酮原材料资源开发利用。研究结果为羽扇豆酮防治2型DN或将其作为先导化合物进一步开发利用提供了新的科学依据。