阿布瑞森坦(Ambrisentan)对AKT/GSK-3β信号通路的调节有助于缓解慢性肾脏病

时间:2026年2月15日
来源:Pathology - Research and Practice

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慢性肾病(CKD)的肾脏纤维化机制及Ambrisentan的调控作用。通过UUO大鼠模型和NRK-52E细胞实验,证实Ambrisentan改善肾功能、抑制纤维化相关通路AKT/GSK-3β磷酸化,减少α-SMA表达和凋亡蛋白Bax、Bcl-2、cleaved caspase-3水平,有效缓解纤维化。

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Rohan Bhadange | Anil Bhanudas Gaikwad
印度拉贾斯坦邦皮拉尼市皮拉尼校区Vidya Vihar内Birla理工学院与科学学院药学系,邮编333031

摘要

慢性肾病(CKD)是一种进行性疾病,会导致严重的健康并发症。重新利用现有药物为推进CKD的药物开发提供了有吸引力的途径。Ambrisentan(AMB)是一种选择性ET-1A受体拮抗剂,用于治疗肺动脉高压,在CKD管理中显示出潜力。因此,我们旨在研究AMB在Sprague-Dawley大鼠单侧输尿管梗阻(UUO)诱导的肾纤维化以及重组人转化生长因子-β1(rh-TGF-β1)诱导的NRK-52E细胞纤维化中的作用。动物被随机分配到对照组、UUO组以及UUO + AMB组(0.5 mg/kg,口服,每日一次),持续21天。治疗后对动物进行处死,并收集血浆、尿液和肾脏样本进行生化、组织学、免疫组化和qRT-PCR分析。此外,NRK-52E细胞暴露于AMB(100 µM)48小时,然后收集细胞样本进行细胞活力、形态学、免疫细胞化学和流式细胞术检测。结果显示,AMB治疗显著改善了左肾重量、肾质量比、肾功能参数以及血浆中的TGF-β1和胶原蛋白I水平。组织病理学检查表明,AMB治疗显著保护了UUO大鼠的肾脏结构和间质纤维化。机制上,AMB通过抑制AKT和GSK-3β的磷酸化、下调α-SMA和vimentin的表达,并恢复E-钙粘蛋白的表达来发挥作用(通过免疫细胞化学、免疫组化和免疫印迹实验验证)。此外,AMB通过流式细胞术显示能减轻rh-TGF-β1诱导的细胞凋亡,并通过qRT-PCR和免疫组化显示能调节Bax、Bcl-2和切割的caspase-3的表达。总体而言,这些发现表明AMB可以调节AKT/GSK-3β通路,阻止CKD中的纤维化进程,提示其具有临床潜力。

引言

慢性肾病(CKD)是一种进行性的肾功能损害,导致严重的健康问题,全球患病率约为10%,对公共卫生构成重大挑战[1],[2]。该病表现为肾单位的进行性和不可逆的恶化,伴随微血管损伤、修复机制受损、肾纤维化、低度炎症和代谢失衡,最终导致肾衰竭和终末期肾病(ESKD)[3]。研究CKD与肾纤维化之间的联系对于理解疾病原因和开发有效治疗方法至关重要。在各种病理机制中,上皮-间质转化(EMT)是一个关键过程,即上皮细胞转变为间质细胞表型,其特征是极性丧失和迁移能力增强。转化生长因子-β(TGF-β)是纤维化的关键介质,它促进EMT,激活间质细胞,并增强细胞外基质(ECM)的产生,从而促进纤维化进程[4],[5]。
常使用啮齿动物模型来研究肾病机制并验证新的治疗策略,以评估新型治疗剂。肾纤维化是CKD的常见后果,是疾病进展的可靠标志。单侧输尿管梗阻(UUO)模型被广泛用于体内肾纤维化研究,因为它能快速再现CKD的关键病理特征,包括肾小管损伤、炎症浸润、肌成纤维细胞激活、ECM积聚和纤维化变化。该模型通常通过结扎啮齿动物的输尿管来诱导,并在3天到4周的时间内进行研究[6],[7]。由于其一致的纤维化表型和不受遗传或性别相关因素的影响,该模型特别适合涉及转基因动物的实验[8]。
多种信号系统在CKD的进展中起作用,其中内皮素(ET)系统是一个重要因素。内皮素系统由主要来自内皮细胞的血管收缩肽组成,在肾小球和肾小管间质性肾病的发病机制中起关键作用。在肾脏中,内皮素由系膜细胞和足细胞以及肾小球基底膜合成。它们的作用通过内皮素受体A型(ETA)和内皮素受体B型(ETB)介导,这两种受体广泛分布于上皮细胞、肾小管和集合管中,导致肾脏功能障碍和疾病进展[9],[10]。CKD中ETA受体介导的内皮素系统激活会导致长期血管收缩,进而引起高滤过、足细胞损伤、蛋白尿和肾小球滤过率(GFR)的逐渐下降。因此,最近的研究强调了内皮素受体拮抗剂在肾病中的潜在益处,有报道表明它们能有效减少蛋白尿并减缓GFR的下降[9],[11]。
为了缓解CKD,过去几十年里探索了许多治疗手段;然而,有效调节炎症或阻止肾纤维化进展的方法仍然缺乏,而且这些方法往往伴有显著的副作用[12]。因此,药物重新利用成为一种有前景的策略,可以更高效地促进药物发现和开发[13]。Ambrisentan(AMB)是一种选择性内皮素受体拮抗剂,用于治疗肺动脉高压,并在缺血-再灌注损伤(IRI)中显示出良好的肾脏保护作用。它可增强一氧化氮(NO)的产生,支持内皮功能并缓解IRI中的炎症反应。这些作用共同表明AMB在肾脏保护方面具有潜在的治疗应用[14]。AMB显著减轻了白蛋白尿和肾小球损伤标志物的表达,同时有效预防了肾小球肥大、鲍曼囊增厚、肾小球硬化、血管充血和足细胞损伤[15]。另一项研究表明,AMB通过下调死亡受体P75NTR来缓解急性肾损伤(AKI)中的炎症、氧化应激和细胞凋亡,从而改善肾脏血流,维持氧化稳态,并调节p53、VEGF/eNOS、NF-κB和Bcl-2/Bax/caspase-3信号通路[16]。尽管AMB在临床上有重要意义,但其对肾纤维化的作用尚未得到充分研究。基于文献回顾和概念分析,我们提出AMB可能通过调节AKT/GSK-3β(蛋白激酶B/糖原合成酶激酶-3β)信号通路来减轻雄性Sprague-Dawley大鼠的UUO诱导的肾纤维化以及NRK-52E(大鼠肾小管上皮细胞)中的rh-TGF-β1诱导的纤维化。

材料

材料

AMB(#A2966)从印度TCI Chemicals公司购买,TGF-β1(#E-EL-R1015)和胶原蛋白I(E-EL-R3008)的酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒从Elabsciences(美国)购买。生化检测试剂盒,包括肌酐(#Creatinine 200)和血尿素氮(BUN)(#BUN 200),来自Accurex(印度),rh-TGF-β1(#100-21)从PeproTech购买。一抗包括p-AKT(#4060T)、p-GSK-3β(5558T)、切割的caspase-3(#9664)和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)。

AMB改善UUO大鼠的肾质量变化,增强肾功能,并减轻组织病理学损伤

UUO诱导21天后,与对照组相比,梗阻的肾脏左肾重量和相对肾重量(肾重量/体重比)显著增加。AMB治疗显著降低了这些变化(p < 0.05)(图2A-B)。此外,UUO导致血浆肌酐和BUN水平显著升高,表明肾脏功能障碍,而AMB治疗显著降低了这些升高(p < 0.05)(图2)

讨论

本研究显示,AMB通过调节UUO大鼠和NRK-52E细胞中的AKT/GSK-3β信号通路来减轻肾纤维化。AMB治疗显著改善了肾功能参数,包括左肾重量、肾质量比、血浆和尿液中的肌酐和BUN水平,以及eGFR,并通过H&E和PAS染色显著减少了组织病理学损伤。这些保护作用与关键凋亡和纤维化介质的显著改善相关。

结论

本研究强调了AMB在减轻肾间质纤维化方面的治疗潜力,这通过体外和体内实验模型得到了证实。AMB是一种已知的选择性内皮素受体拮抗剂,主要用于治疗肺动脉高压,表现出显著的肾脏保护作用。我们提供了证据表明,AMB调节了AKT/GSK-3β信号通路,这是纤维生成的关键通路。

伦理、参与同意和发表同意

不适用

资金来源

请说明您的研究的资金来源:
A.B.G.衷心感谢Anusandhan国家研究基金会(ANRF)[前身为科学和工程研究委员会(SERB)],印度科技部,在“科学卓越赋能与公平机会”计划[EEQ/2023/000014]下的财政支持。

资助

本研究得到了Anusandhan国家研究基金会(ANRF)[前身为科学和工程研究委员会(SERB)],印度科技部,在“科学卓越赋能与公平机会”计划[EEQ/2023/000014]下的资助。

伦理声明

本研究中的所有动物实验均获得了机构动物伦理委员会(IAEC/RES/34/04)的批准。

CRediT作者贡献声明

Anil Bhanudas Gaikwad:撰写 – 审稿与编辑、监督、资金获取、概念构思。Rohan Bhadange:撰写 – 原始草稿、方法学、实验设计、数据分析、概念构思、数据管理。

利益冲突声明

请声明任何利益冲突
作者声明没有利益冲突。

致谢

A.B.G.衷心感谢Anusandhan国家研究基金会(ANRF)[前身为科学和工程研究委员会(SERB)],印度科技部,在“科学卓越赋能与公平机会”计划[EEQ/2023/000014]下的财政支持。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

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