SQJZ胶囊通过调控肠道菌群及其代谢物改善慢性肾衰竭的作用与机制研究

时间:2026年3月29日
来源:Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology

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为解决慢性肾衰竭(CRF)肠道菌群紊乱与相关代谢途径失调的问题,研究人员开展了“SQJZ胶囊在CRF大鼠模型中的肠道菌群与代谢组学研究”。结果显示,SQJZ胶囊可改善肾功能指标(UA、BUN、Scr、Cys C),减轻肾纤维化和炎症,其机制与调节肠道菌群(如Erysipelatoclostridium和Lactobacillus)、修复肠上皮屏障、调控相关代谢途径(如苯丙氨酸、α-亚麻酸代谢)有关。本研究为中医药通过“肠-肾轴”多靶点治疗CRF提供了新见解。

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在全球范围内,慢性肾脏病(Chronic Kidney Disease, CKD)已成为一种高致残率和高死亡率的重大慢性疾病,严重威胁着公共健康。据统计,全球CKD患者已达约8.5亿人,占全球人口的9.1%。这种疾病起病隐匿,初期通常无症状,但可逐渐进展为慢性肾衰竭(Chronic Renal Failure, CRF)。进入CRF阶段,患者体内会蓄积尿毒症毒素,出现肾小球滤过率下降、电解质紊乱等一系列问题,最终导致肾功能减退,临床上表现为蛋白尿、高血压、水肿等症状。目前,针对CRF的常规西医治疗主要集中在饮食控制、血压管理和减少蛋白尿以延缓疾病进展,对于终末期患者则需要进行透析或肾移植。因此,如何有效延缓CRF进程、降低终末期肾病发生率,一直是临床上面临的巨大挑战。
近年来,医学界提出了“肠-肾轴”这一革命性概念。越来越多的研究揭示,肠道菌群的失调与CRF的发生发展密切相关。在CRF状态下,尿毒症环境会破坏肠道菌群的平衡,并削弱肠道的黏膜屏障功能。这使得原本应被隔离在肠腔内的细菌和毒素得以“越界”进入血液循环,引发全身性的慢性炎症反应,而这种持续的炎症“风暴”又会反过来加剧肾脏的损伤,形成一个恶性循环。此外,失调的肠道菌群还会改变其代谢产物的谱系,这些肠道来源的代谢物进入血液后,直接影响宿主的生理病理过程。那么,能否通过干预这个关键的“肠-肾轴”来打破这个恶性循环,从而为治疗CRF开辟新途径呢?
中医药在治疗肾病方面有着悠久的历史和独特的理论体系,强调辨证论治和整体调节,具有多靶点、低毒性的优势。生清降浊(SQJZ)胶囊是一种由多种中药组成的院内制剂,由童安荣教授研发,在临床上对治疗CRF已显示出显著疗效。前期的药效学验证也表明,SQJZ胶囊在腺嘌呤诱导的CRF模型大鼠中能显著改善肾功能,延缓疾病进展。然而,SQJZ胶囊究竟如何通过调节肠道菌群紊乱及其相关的代谢紊乱来发挥肾脏保护作用,其背后的“黑匣子”机制尚未被完全揭开。为此,一项发表于《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》的研究,通过整合肠道微生物组学和血清代谢组学分析,系统地探究了SQJZ胶囊通过“肠-肾轴”发挥肾保护作用的潜在机制。
为了探究上述问题,研究人员主要运用了以下几类关键技术方法:首先,他们采用了经典的腺嘌呤灌胃法成功建立了大鼠CRF模型。在药效评估方面,使用了全自动生化分析仪和酶联免疫吸附法检测血清中的肾功能指标(UA、BUN、Scr、Cys C)和炎症因子(TNF-α、IL-6)。通过苏木精-伊红染色和马松三色染色等技术,直观观察了肾脏和肠道组织的病理形态学变化及纤维化程度。利用免疫组织化学和免疫荧光技术,分别检测了肾脏中与炎症、纤维化相关的蛋白(如NLRP3、TGF-β1等)以及肠道紧密连接蛋白(Occludin、Claudin-1、ZO-1)的表达。在机制探索层面,研究采用了16S rRNA基因高通量测序技术分析了肠道菌群组成的变化,并利用非靶向代谢组学技术检测了血清代谢物的整体谱系。最后,通过斯皮尔曼相关性分析,探寻了差异菌群与差异代谢物之间的潜在联系。
研究结果
1. SQJZ胶囊改善CRF大鼠一般状况、肾功能及炎症水平
与空白对照组相比,模型组大鼠出现了被毛干枯、精神萎靡、活动减少等典型病理状态,且体重显著降低。同时,模型组大鼠的血清尿酸、肌酐、尿素氮、胱抑素C以及炎症因子白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α水平均显著升高。而经过高、中、低不同剂量的SQJZ胶囊干预35天后,大鼠的体重得到显著改善,上述所有异常的肾功能和炎症指标均被显著降低,且呈现出一定的剂量依赖性,其中高剂量组效果最为明显。
2. SQJZ胶囊减轻CRF大鼠肾脏与肠道病理损伤及纤维化
通过组织病理学观察发现,模型组大鼠肾脏出现了明显的炎性细胞浸润、肾小球体积缩小、基底膜增厚以及肾小管间质大量蓝色胶原纤维沉积。肠道组织则表现为黏膜层增厚、绒毛减少、杯状细胞数量下降以及中性粒细胞浸润。经SQJZ胶囊治疗后,肾脏的系膜细胞和基质增生、肾小球损伤、炎性细胞浸润和纤维化均得到显著改善,肠道绒毛结构得到修复,炎性细胞减少,杯状细胞数量增加。马松染色定量分析进一步证实,SQJZ胶囊能显著减少模型大鼠肾脏中的胶原纤维沉积,改善肾纤维化。
3. SQJZ胶囊下调肾脏炎症与纤维化相关蛋白表达
免疫组化结果显示,模型组大鼠肾脏中巨噬细胞和单核细胞数量显著增加,而与炎症和纤维化相关的蛋白,如NLRP3、caspase-1、TGF-β1、纤维连接蛋白和I型胶原蛋白的表达也显著上调。实时荧光定量PCR检测也发现炎症因子IL-1β、TNF-α和IL-6的mRNA水平升高。SQJZ胶囊治疗,特别是高剂量治疗,能显著减少肾脏中炎性细胞的浸润,并剂量依赖性地降低上述炎症和纤维化相关蛋白及基因的表达水平。
4. SQJZ胶囊修复肠道屏障功能
免疫荧光检测显示,与对照组相比,模型组大鼠肠道组织中三种重要的紧密连接蛋白——Occludin、Claudin-1和ZO-1的表达均显著下调,提示肠道屏障功能受损。SQJZ胶囊治疗,尤其是高剂量治疗,能显著上调这三种蛋白的表达,表明其具有修复和增强肠道上皮屏障完整性的作用。
5. SQJZ胶囊调节CRF大鼠肠道菌群结构
通过对空白组、模型组和高剂量SQJZ胶囊组大鼠肠道内容物进行16S rRNA测序分析发现,模型组大鼠肠道菌群的Chao1指数和Shannon指数(α多样性指数)显著高于空白组,而SQJZ胶囊干预后这些指数降低。β多样性分析(PCoA和NMDS)显示三组样本分布存在显著差异。在菌群组成上,模型组中Erysipelotrichaceae(丹毒丝菌科)和Lactobacillaceae(乳杆菌科)的相对丰度降低,而Ruminococcaceae(瘤胃菌科)和Lachnospiraceae(毛螺菌科)的丰度增加。SQJZ胶囊干预能部分逆转这些变化,显著增加Allobaculum等有益菌的丰度。LEfSe分析进一步揭示了各组间的差异标志菌种。
6. SQJZ胶囊纠正CRF相关的血清代谢紊乱
非靶向代谢组学分析在模型组与空白组比较中发现了495个差异代谢物,在SQJZ胶囊组与模型组比较中发现了530个差异代谢物。代谢通路富集分析表明,这些差异代谢物主要富集在苯丙氨酸代谢、α-亚麻酸代谢、抗坏血酸和醛酸代谢、色氨酸代谢以及花生四烯酸代谢等通路上。其中,苯乙酸等典型的肠源性尿毒症毒素在模型组中显著升高,而在SQJZ胶囊干预后显著降低。
7. 肠道菌群与代谢物的相关性分析
斯皮尔曼相关性分析揭示了特定差异菌群与差异代谢物之间的显著关联。例如,毛螺菌科的相对丰度与多种代谢物(包括对甲酚硫酸盐)呈显著正相关,而与一些胆汁酸衍生物呈显著负相关。这些关联提示,SQJZ胶囊可能通过调节肠道菌群,进而影响宿主的关键代谢途径。
研究结论与意义
本研究通过整合药理学、病理学、微生物组学和代谢组学,系统阐明了SQJZ胶囊治疗慢性肾衰竭的多靶点作用机制。研究结论表明,SQJZ胶囊能够显著改善腺嘌呤诱导的CRF大鼠的肾功能,减轻肾脏炎症、纤维化病理损伤,并能修复受损的肠道屏障结构。其核心机制在于调节失衡的肠道菌群(特别是影响Erysipelatoclostridium和Lactobacillus等菌属),并纠正由此引发的宿主血清代谢紊乱(主要涉及苯丙氨酸、α-亚麻酸、色氨酸等代谢途径)。这些变化共同导致了肾脏局部炎症反应(如NLRP3/caspase-1通路)和纤维化进程(TGF-β1信号)的减轻。
这项研究具有重要意义。它首次从“肠-肾轴”的整体视角,利用多组学整合分析策略,揭示了SQJZ胶囊这一中药复方治疗CRF的潜在作用机制网络。这不仅为SQJZ胶囊的临床应用提供了坚实的实验依据和深入的机制阐释,也将传统中医整体观、多靶点治疗的优势与现代系统生物学方法相结合,为中医药现代化研究提供了一个范例。更重要的是,该研究进一步印证了靶向“肠-肾轴”是治疗慢性肾脏病的一个极具前景的新策略,为未来开发更多通过调节肠道微生态来防治肾病的药物或疗法指明了新的方向。当然,该研究也指出,SQJZ胶囊作用于肠道菌群后影响肾脏的具体分子靶标和信号转导细节仍有待未来更深入的研究来揭示。

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