植物醫學-中藥單體: 蘭大二院揭示五味子乙素激活AKT1和靶向調節線粒體動力學改善腎缺血再灌注損傷

【寫在前面】：本期推薦的是由蘭州大學第二醫院甘肅省泌尿系統疾病臨床研究中心泌尿研究所泌尿科、蘭州大學第二醫院麻醉科等研究團隊合作近期發表于Phytomedicine(IF8.3）的一篇文章，揭示五味子乙素通過AKT1激活和線粒體靶向調節線粒體動力學，以改善腎缺血再灌注損傷。

【期刊簡介】

【題目及作者信息】

Schisandrin B regulates mitochondrial dynamics via AKT1 activation and mitochondrial targeting to ameliorate renal ischemia-reperfusion injury

背景

腎缺血再灌注損傷（RIRI）是急性腎損傷（AKI）和移植物功能延遲（DGF）的重要原因，影響移植后的結果。線粒體動力學，特別是分裂和融合，在細胞對RIRI的反應中起著關鍵作用。這些動力學的調節代表了一個潛在的治療靶點。五味子乙素（Sch B）是一種來源于中藥的成分，在各種器官損傷中顯示出保護作用，但其通過線粒體動力學對RIRI的影響尚未得到探索。

目的

本研究探討了Sch B在調節線粒體動力學中的作用，作為緩解RIRI的潛在手段。通過關注線粒體分裂和融合，本研究為Sch B的治療潛力提供了新的見解，將其與現有方法區分開來。

方法

用缺氧/復氧（HR）處理HK-2細胞，以模擬體外腎缺血再灌注損傷（RIRI）。在體內，小鼠經歷了腎缺血再灌注，從而可以模擬損傷。通過線粒體形態測定、線粒體和凋亡標志物的蛋白質印跡、TUNEL染色和活性氧測量來評估Sch B對線粒體動力學、凋亡和氧化應激的影響。通過蛋白質印跡、分子對接、SPR和細胞熱位移分析探索了關鍵的分子相互作用。在體內，使用HE、PAS和TUNEL染色評估腎臟病理損傷，同時采用免疫組織化學和免疫熒光檢測線粒體動力學蛋白和p-AKT1的表達水平。

結果

首先，我們發現五味子乙素（Sch B）顯著減輕了缺氧-復氧條件下HK-2細胞的氧化應激和凋亡。Sch B預處理顯著提高了細胞活力和線粒體功能，表明其與NAC相比具有優越的抗氧化能力。其次，我們發現Sch B的保護作用涉及通過減少DRP1等裂變標記物來調節線粒體動力學，同時增加OPA1和MFN2等融合蛋白。此外，我們的研究表明，Sch B直接與AKT1結合，促進其磷酸化和定位到線粒體，從而增強線粒體的彈性。最后，我們證明了Sch B的體內給藥減少了腎缺血再灌注損傷（RIRI）小鼠模型中的腎損傷和凋亡，而免疫組織化學分析揭示了其在促進線粒體融合和減少分裂方面的作用，標志著在理解Sch B在RIRI中的治療潛力方面取得了重大進展。

結論

我們的研究結果首次表明，Sch B直接與AKT1蛋白相互作用，增強其磷酸化并促進線粒體定位。這一創新機制減少了氧化應激、凋亡和線粒體分裂，突顯了Sch B在調節RIRI線粒體動力學方面的獨特能力。這些結果使Sch B成為一種有前景的治療劑，通過靶向線粒體健康為RIRI的管理提供了新的維度。

圖文摘要

【前言】

腎缺血再灌注損傷（RIRI）是急性腎損傷和移植后早期腎功能障礙的主要臨床原因。缺血和缺氧后，再灌注的腎臟會遭受更嚴重的氧化應激、線粒體功能障礙、炎癥反應加劇和細胞凋亡增加。嚴重的RIRI可引發急性和慢性免疫排斥反應，導致移植物功能延遲（DGF），并對患者預后產生不利影響。

Sch B是一種來源于中藥五味子的木脂素單體，在當代醫學中用于降低血清轉氨酶和保護肝功能。此外，它還能提高肝腎移植受者他克莫司等移植后免疫抑制劑的血漿濃度，減輕術后并發癥，改善預后。現有研究表明，Sch B通過減輕炎癥、氧化應激、細胞凋亡和纖維化，在糖尿病心肌病、急性肝損傷和急性肺損傷等疾病中發揮器官保護作用。有趣的是，在心臟再灌注損傷中，Sch B的機制與線粒體谷胱甘肽狀態和膜通透性調節的改變有關。然而，Sch B和線粒體動力學之間的相互作用，特別是在RIRI中，仍未得到探索。

本研究旨在通過使用HK-2細胞的HR模型和小鼠腎缺血再灌注模型，研究Sch B如何調節RIRI中的線粒體損傷，并闡明其潛在機制。這項研究的結果有望為腎移植受者和接受部分腎切除術的患者的術前管理提供新的理論基礎和臨床方法。

【結果部分】

1.SchB治療RIRI作用機制研究示意圖。

2.Sch B對RIRI影響的網絡藥理學分析。

3.Sch B在RIRI治療中的網絡藥理學方法和靶點驗證。

4.Sch B在HR條件下降低HK-2細胞氧化應激和線粒體凋亡。

5.Sch B減輕HR對HK-2細胞線粒體分裂的影響。

6.Sch B通過AKT1的直接相互作用和磷酸化減少HR誘導的HK-2細胞損傷，促進其線粒體易位。

7.Sch B通過激活AKT1調節線粒體動力學和凋亡，以及線粒體超氧化物的產生。

8.Sch B預處理改善了小鼠腎臟的IRI和過度線粒體分裂。

9.概念模型說明Sch B在RIRI期間調節線粒體動力學的擬議機制。

【結論與討論】

我們的研究首次報道了Sch B通過調節線粒體動力學來減輕腎臟缺血再灌注損傷。值得注意的是，Sch B在實驗室和動物模型中均顯示出對腎損傷的保護作用，這歸因于其對線粒體動力學的調節。此外，我們的結果表明，用Sch B預處理可以減輕線粒體的結構和功能損傷。

注：本文原創表明為原創編譯，非聲張版權，侵刪！

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