Xaliproden 通过 JNK 介导的肾小管保护作用改善糖尿病肾病

时间:2026年3月24日
来源:Biochemical Pharmacology

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糖尿病肾病(DKD)的肾保护作用及机制研究:通过db/db小鼠模型和高糖肾上皮细胞实验,Xaliproden显著降低血尿素氮、肌酐及尿白蛋白/肌酐比值,减轻肾小管损伤和纤维化,抑制炎症、凋亡相关蛋白及JNK信号通路。

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李欣柔|蒋志宏|郭淑琪|朱晨薇|林素珠|张婷婷
台湾国立阳明交通大学医学院药理学系及研究所,台北

摘要

糖尿病肾病(DKD)是糖尿病的主要并发症,也是全球终末期肾病的首要原因。高血糖会触发多种病理信号通路,最终导致肾脏结构改变和功能下降。Xaliproden是一种5-HT1A受体激动剂,最初因其神经保护作用而被开发;然而,其对肾病的影响尚不清楚。本研究的目的是探讨Xaliproden在DKD中的治疗潜力。在DKD的小鼠模型中使用了Db/db小鼠,并利用高葡萄糖(HG)刺激的肾小管上皮细胞在体外研究其机制。在DKD小鼠中,Xaliproden表现出肾脏保护作用,表现为血清尿素氮和肌酐水平降低,以及尿白蛋白与肌酐比值下降。此外,Xaliproden显著减轻了DKD引起的肾小管损伤,表现为肾小管损伤评分降低,肾组织中的胶原沉积减少,同时炎症、凋亡和纤维化蛋白也有所减少。在高葡萄糖刺激的肾小管上皮细胞中,Xaliproden降低了炎症、凋亡和纤维化蛋白的表达,包括白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子-α、切割型caspase-3、切割型聚ADP-核糖聚合酶、转化生长因子β、p-Smad2/3和胶原蛋白1。这些效应是通过下调c-Jun N末端激酶/p65/c-Jun信号通路实现的。总之,这些发现表明Xaliproden通过减轻肾小管上皮细胞损伤和改善DKD患者的肾功能而发挥肾脏保护作用,提示其可能成为DKD的治疗选择。

引言

糖尿病肾病(DKD)是糖尿病的主要并发症,大约30%的1型糖尿病患者和40%的2型糖尿病患者会受到影响[1]。DKD是终末期肾病的主要原因,与高血压、血脂异常和心血管疾病等严重并发症相关,且随着疾病进展,死亡率显著增加[2]。DKD的特点是肾功能逐渐下降,伴有肾小球病变、肾小管间质损伤和血管损伤。这些病理变化由多种分子因素驱动,包括代谢紊乱、慢性炎症和促纤维化信号通路。其中,高血糖被认为是肾细胞损伤的关键上游因素[1]。因此,当前的治疗策略主要针对血压、肾素-血管紧张素系统、血液胆固醇和血糖。然而,阻断肾素-血管紧张素系统仅能减少蛋白尿,无法阻止糖尿病患者的肾功能恶化[3][4]。由于DKD已成为严重威胁人类健康的公共卫生问题,有必要探索其发病机制并寻找有效的治疗方法。
高血糖激活了代谢和血流动力学通路,包括晚期糖基化终产物和蛋白激酶C,触发炎症细胞因子、活性氧(ROS)和转化生长因子β(TGF-β)。这些因素共同导致肾脏结构改变和功能下降[5][6]。在这些致病机制中,炎症在DKD的病理生理学中起着关键作用[7]。DKD引起的炎症激活了复杂的分子机制,包括核因子κB(NF-κB)、Janus激酶/信号转导通路、Toll样受体和氧化应激,在肾细胞中触发更多促炎细胞因子和趋化因子的产生[8][9]。炎症介质随后促进免疫细胞向肾脏的募集,并刺激凋亡因子的释放,导致程序性细胞死亡[10]。值得注意的是,以早期炎症反应为特征的肾小管间质损伤被认为先于肾小球损伤和随后的肾小球滤过率下降[8][11]。这一过程始于近端肾小管上皮细胞的损伤,导致足细胞损伤,这是蛋白尿的主要原因;这些病变最终导致不可逆的肾功能障碍[12]。因此,DKD管理的一个关键治疗目标是通过针对早期肾小管病变和炎症来延缓疾病进展[8][13]。
Xaliproden是一种非肽类化合物,具有口服活性,通过选择性激活5-HT1A受体发挥神经营养和神经保护作用[14]。值得注意的是,在年龄相关性黄斑变性的实验模型中,Xaliproden已被证明可通过下调促炎细胞因子(如白细胞介素(IL)-1β和肿瘤坏死因子(TNF)-α的水平以及增加抗氧化酶来发挥抗炎作用[15]。此外,Xaliproden显著减少了组织炎症和黏膜损伤,并防止了上皮细胞和胶质细胞的凋亡[16]。然而,关于Xaliproden对肾病影响的研究有限。鉴于其抗炎和抗凋亡特性,Xaliproden可能通过减轻炎症相关的肾损伤来治疗DKD。
鉴于炎症在DKD进展中的关键作用以及Xaliproden的抗炎和抗凋亡特性,我们假设Xaliproden可能对DKD具有治疗效益。首先,我们在DKD小鼠模型中观察到Xaliproden改善了肾功能并减少了蛋白尿,同时减轻了肾小管损伤和纤维化。在体外实验中,Xaliproden通过抑制c-Jun N末端激酶(JNK)信号通路,抑制了高葡萄糖(HG)诱导的炎症、凋亡和肾小管上皮细胞的纤维化。总体而言,这些发现提供了机制证据,支持Xaliproden在HG诱导的肾小管损伤中的保护作用,并表明其治疗DKD的潜力。

DKD动物模型

从台湾国立生物模型中心(台北)购买了6周大的雄性BKS.Cg-Dock7m+/+ Leprdb (db/db)小鼠及其基因正常的对照组小鼠。小鼠被随机分为六组。部分小鼠随机接受Xaliproden(SR57746A;0.3和1.5 mg/kg/天;MedChemExpress,新泽西州蒙茅斯 junction)或格列美脲(2.5 mg/kg/天;Cayman Chemical,密歇根州安娜堡)的治疗。从8周龄开始,小鼠开始口服Xaliproden

Xaliproden保护DKD小鼠的肾功能并改善蛋白尿

DKD小鼠的体重相对于非DKD小鼠有所增加,而Xaliproden治疗并未影响体重(图1A)。Xaliproden治疗显著降低了DKD小鼠的BUN和肌酐水平(图1B和C)。同样,两种剂量的Xaliproden在4周治疗后均显著降低了UACR(图1D)。值得注意的是,治疗后DKD小鼠的空腹血糖水平也有所下降

讨论

本研究提供了三个主要发现,支持Xaliproden在DKD中的肾脏保护作用。首先,Xaliproden可以防止DKD进展,保护肾功能,减少蛋白尿,并减轻DKD动物的肾小管损伤和纤维化。其次,Xaliproden可以降低DKD小鼠的肾炎症、凋亡和纤维化蛋白。第三,Xaliproden对高血糖状态下的肾近端肾小管上皮细胞具有直接的保护作用

CRediT作者贡献声明

李欣柔:撰写——初稿,研究。蒋志宏:撰写——审阅与编辑,监督,资金获取。郭淑琪:研究。朱晨薇:资源准备,资金获取。林素珠:资源准备,资金获取。张婷婷:撰写——审阅与编辑,监督,资金获取,概念构思。

资助

本研究得到了台湾宜兰市台北退伍军人总医院元山分院(YSVH115-02和YSVH115-05)的支持,并部分得到了台湾国家科学技术委员会(NSTC 114–2314-B-A49 −075 −MY3和NSTC 114–2314-B-075B-017)的资助。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的研究。

致谢

作者感谢台湾国家人类微生物组核心设施(NSTC 114-2740-B-A49-003)提供的研究合作和技术支持。

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