長期飲食中富含嘌呤的食物是導致腎纖維化(renal fibrosis,RF)的重要因素,RF被廣泛認為是慢性腎功能衰竭的最關鍵決定因素,但尋找有效的治療干預仍然存在困難。
杜仲(Eucommia ulmoides Oliver)是一種著名且歷史悠久的藥食同源植物,具有多種藥理作用。杜仲皮(Eucommiae Cortex,EC)是杜仲的干燥樹皮,被用作中草藥,已有多項研究報道EC可改善腎功能。鹽炒EC是臨床治療慢性腎病最常用的中藥之一。中醫理論認為,使用EC前先進行鹽炒,可引導藥物進入腎經,增強治療腎陽虛綜合征的療效。目前,很少有報道鹽炙杜仲(SEC)與生杜仲(EC)的化學成分差異及其抗腎纖維化機制尚不明確。
2025年2月1日,浙江中醫藥大學藥學院曹崗、南京中醫藥大學蔡皓團隊在Food Chem(IF=9.8)發表了題為“Phytochemical component profiling and anti-renal fibrosis effects of crude and salt-stir fried Eucommiae Cortex extracts on renal fibrosis rats caused by high-purine diet”的文章,提出了一種整合化學、生物化學和代謝組學的策略,比較了鹽炙杜仲(SEC)與生杜仲(EC)的化學成分變化,并評估其抗腎纖維化效果及機制。
Highlights
1)開發了一種策略來比較鹽炙前后杜仲皮提取物的化學成分。
2)鹽炙杜仲(SEC)提取物比生杜仲(EC)提取物具有更強的抗腎纖維化作用。
3)SEC和EC提取物通過調節代謝發揮抗纖維化作用,涉及5種代謝途徑。
4)與EC提取物相比,SEC提取物對代謝紊亂顯示出更好的調節功能。
主要內容
1、化學分析闡明成分差異
采用UHPLC-Q-TOF-MS/MS技術結合標準品和文獻數據,對結合標準品和文獻數據,對粗制和鹽炙杜仲提取物中的化學成分進行定性和定量分析,并通過多元統計分析(PCA、OPLS-DA)比較差異(圖1)。結果顯示,共鑒定155種化學成分,鹽炙后19種化合物含量顯著降低,27種化合物含量(圖2)。
圖1 UHPLC-Q-TOF-MS/MS總離子色譜圖(A),以及杜仲皮生品和鹽炙品提取物在負離子模式下的PCA評分圖(B)和OPLS-DA評分圖(C)。
圖2 杜仲皮提取物中木脂素(A)、環烯醚萜(C)和酚丙素(E)的特征離子過濾策略,以及木脂素(B)、環烯醚萜(D)和酚丙素(F)的碎片模式。
2)動物實驗闡明功效差異
構建腺嘌呤誘導的腎纖維化大鼠(RF)模型,分為對照組、模型組、陽性藥物組(氯沙坦鉀)、生杜仲組和鹽炙杜仲組,通過灌胃給予不同劑量的杜仲提取物,檢測血清肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)、腎臟組織病理學及TGF-β信號通路相關蛋白表達。結果顯示,鹽炙杜仲組顯著降低血清Cr、BUN水平,改善腎組織纖維化和炎癥,改善腎小管和間質的變化(圖3),抑制膠原蛋白I、α-SMA表達,并通過抑制TGF-β/Smad3和p38通路發揮抗纖維化作用,在腺嘌呤誘導的RF模型大鼠中具有最佳的抗RF作用(圖4)。
圖3 A.血清肌酐(CRE)和尿素氮(BUN)水平;B.腎臟指數;C.H&E染色和Masson染色;D.腎小管和間質變化;E.間質膠原沉積;F.腎組織中Collagen-I和α-SMA的表達水平。
圖4 A.TGF-β1;B. p-Smad3;C. p-p38;D.BMP-7;E. PPAR-γ的相對強度。F. TGF-β1;G. BMP-7的免疫熒光染色相對陽性面積。
3)代謝組學闡明機制差異
通過非靶向代謝組學分析血漿代謝物,篩選與腎纖維化相關的生物標志物及代謝通路。結果顯示,用EC和SEC提取物處理后,RF + EC和RF + SEC組分別有30和32個療效生物標志物顯著恢復(圖5),涉及5個代謝途徑。此外,鹽炙杜仲組對32種標志物(如甘油磷脂代謝、花生四烯酸代謝)的調節效果優于生杜仲組(圖6)。
圖5 PLS-DA散點圖(A)、OPLS-DA散點圖(B)以及OPLS-DA模型的置換檢驗圖(C),包括正離子模式和負離子模式。
圖6 A.生物標志物差異豐度的熱圖;B.通過MetPA進行的代謝途徑分析
總結
鹽炙顯著改變了杜仲皮提取物的化學成分,從而增強了其抗腎纖維化的效果。鹽炙杜仲皮提取物通過減弱TGF-β信號通路、調節代謝生物標志物水平以及糾正腎纖維化引起的代謝紊亂,展現出更強的抗腎纖維化活性(圖7)。本研究為仲皮及其鹽炙品在預防和治療腎纖維化方面的藥效物質基礎提供了科學依據。
圖7 鹽炙杜仲抗腎纖維化作用及機制研究
參考文獻
Cai H, Wang M, Zhu H, Song P, Pei K, Duan Y, Bao Y, Cao G. Phytochemical component profiling and anti-renal fibrosis effects of crude and salt-stir fried Eucommiae Cortex extracts on renal fibrosis rats caused by high-purine diet. Food Chem. 2025 Feb 1;464(Pt 2):141784. doi: 10.1016/j.foodchem.2024.141784. Epub 2024 Oct 26. PMID: 39476582.
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