紫苏叶调控ROS-NLRP3炎症小体减轻肾小管损伤的分子机制研究

Renal tubular cell injury is closely related to the progression of chronic kidney disease (CKD). The incidence of renal tubular disease is increasing worldwide. Oxidative stress and inflammation are the main mechanisms underlying the renal tubular cell injury. NLRP3 inflammasome is involved in the tubular cell injury. ROS is the important activator of NLRP3 inflammasome. In our previous study, we found that Chinese herb with pharmacologic role of clearing and promoting diuresis protects renal tubular cell via inhibition of ROS-NLRP3 inflammasome. In current study, we aim to further investigate the role of ROS-NLRP3 inflammasome in renal tubular disease in Adriamycin- and CdCl2- induced tubular cell injury and nephropathy rat model respectively. We are also projected to analysis of the regulatory role of water extracts of Folium Perillae （WEFP）on ROS-NLRP3 inflammasome in renal tubular disease. Our study will provide novel Chinese herbs and new therapeutic target in the treatment of renal tubular disease.

肾小管损伤与肾脏病进展密切相关，肾小管疾病发病率逐年升高。氧化和炎症损伤是肾小管损伤的主要机制。NLRP3炎症小体参与了肾小管损伤，ROS是激活NLRP3的重要机制。我们前期研究发现清利中药可以抑制ROS-NLRP3发挥抗氧化保护肾小管细胞。本项目中，我们将利用阿霉素和氯化镉诱导的肾小管损伤细胞和大鼠肾病模型，研究ROS-NLRP3炎症小体在肾小管损伤中的作用，分析具有清利解毒作用的药食同源中药紫苏叶的水提物调控ROS-NLRP3炎症小体保护肾小管细胞的作用和机制。通过本研究为保护肾小管提供新的中药及治疗靶点。

CKD进展至终末期肾病必须依赖肾脏替代治疗，给社会和家庭带来沉重的健康和经济负担。我们前期研究发现清热利湿中药可保护肾小管细胞，尤其是紫苏叶水提物（water extracts of Folium Perillae, WEFP），发现其具有抗氧化、抗凋亡作用。方法采用8周龄的BALB/c雄性小鼠予11mg/kg阿霉素单次尾静脉注射诱导阿霉素肾病模型，注射前3天紫苏叶组予苏叶4.65g/kg/day灌胃，阳性药物组予卡托普利30 mg/kg/day灌胃，对照组予同体积0.9%生理盐水灌胃，共干预14天，于第15天处死。体外实验，以不同浓度的阿霉素诱导正常人肾小管上皮细胞（HK-2）损伤，建立体外阿霉素肾病模型。在体实验14天后，全自动生化检测仪结果示紫苏叶组较阿霉素组尿素氮、血肌酐、胱抑素C、尿微量白蛋白/尿肌酐比值显著下降（P＜0.01），血白蛋白上升（P＜0.01）。Elisa检测示紫苏叶组较阿霉素组血清白介素1β、白介素18、单核细胞趋化因子1显著下降（P＜0.01）。氧化应激指标试剂盒检测示紫苏叶组较阿霉素组超氧化物歧化酶、谷胱甘肽显著上升，丙二醛显著下降（P＜0.01），过氧化氢酶上升（P＜0.05）。紫苏叶组疗效与阳性药物组接近，部分优于阳性药物组。H＆E染色可见阿霉素组肾小管刷状缘脱落伴大量蛋白尿管型，肾间质炎性细胞浸润；免疫组化及western blot结果显示阿霉素组肾小管上皮细胞ERK1/2、Nlrp3、cleaved-Caspase1、Gsdmd-N、cleaved-IL-1β高表达，紫苏叶组及阳性药物组明显下降（P＜0.01）。体外实验，用含不同浓度阿霉素的培养基孵育后可诱导HK-2细胞损伤，表现为细胞脱落增加伴肿胀，细胞膜破裂，细胞活性下降。荧光染色显示阿霉素激活Ros，免疫蛋白印记分析显示，阿霉素激活ERK1/2及下游的Nlrp3, cleaved-Caspase1, Gsdmd-N表达，促进cleaved IL-1β释放。紫苏叶能显著改善阿霉素诱导的细胞形态及活性，降低Ros及ERK1/2-Nlrp3-caspase1通路蛋白表达。紫苏叶的肾保护作用可能是通过抑制Ros-ERK1/2-Nlrp3炎症小体激活实现的。结论：紫苏叶通过抑制Ros-ERK1/2-Nlrp3/Caspase-1信号通路减轻阿霉素肾损伤。