if8.5: 中藥淫羊藿外泌體樣納米囊泡通過“腸腎軸”調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝多靶點(diǎn)抑制膿毒癥腎損傷

【寫在前面】：本期推薦的是由杭州醫(yī)學(xué)院浙江省人民醫(yī)院（附屬人民醫(yī)院）重癥監(jiān)護(hù)室急診重癥監(jiān)護(hù)中心等研究團(tuán)隊(duì)合作近期發(fā)表于ACS Applied Materials & Interfaces(IF8.5）的一篇文章，揭示淫羊藿外泌體樣納米囊泡通過“腸腎軸”調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝多靶點(diǎn)抑制膿毒癥相關(guān)性急性腎損傷。

【期刊簡介】

【題目及作者信息】

Epimedium-Derived Exosome-like Nanovesicles Regulate Lipid Metabolism via the “Gut–Kidney Axis” for Multitargeted Inhibition of Sepsis-Associated Acute Kidney Injury

膿毒癥相關(guān)性急性腎損傷（S-AKI）是重癥監(jiān)護(hù)病房急性腎損傷（AKI）的主要原因，其發(fā)病率和死亡率居高不下，給臨床帶來了巨大挑戰(zhàn)。在本研究中，我們從中藥淫羊藿中分離出類外泌體納米囊泡（ENVs），并對其治療S-AKI的潛力進(jìn)行了評估。在小鼠S-AKI模型中，ENVs具有明顯的腎臟靶向性，并能改善腎臟損傷。在機(jī)制上，ENVs重塑腸道菌群，促進(jìn)短鏈脂肪酸（SCFAs）的產(chǎn)生，增強(qiáng)腸道屏障功能，從而減少系統(tǒng)性脂多糖（LPS）易位，抑制TLR4/NF-κB通路。此外，env富含生物活性脂質(zhì)和黃酮類化合物，具有抗氧化和抗炎作用，包括下調(diào)促炎細(xì)胞因子（TNF-α、IL-6和IL-1β）。轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析顯示，ENVs調(diào)控脂質(zhì)代謝和腸腎串?dāng)_的關(guān)鍵基因和通路。我們的研究結(jié)果首次證明淫羊藿衍生的env通過以腸腎軸為中心的多靶點(diǎn)機(jī)制抑制S-AKI，為臨床早期干預(yù)提供了新的策略。

圖文摘要(S-AKI的ENVs治療示意圖)

【前言】

目前 進(jìn)展共同推動了納米材料在腎臟疾病治療中的應(yīng)用，并為PELNVs作為天然納米載體的進(jìn)一步優(yōu)化與利用提供了重要啟示。此外，植物源性外泌體納米囊泡含有豐富的功能性成分，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、微小RNA和次級代謝產(chǎn)物，展現(xiàn)出顯著的抗炎、抗氧化、抗凋亡及抗腫瘤效應(yīng)。中藥淫羊藿的應(yīng)用歷史超過兩千年，其歷史記載可追溯至古代經(jīng)典《神農(nóng)本草經(jīng)》。淫羊藿含有多種活性成分，包括黃酮類、多糖和生物堿，其中黃酮類化合物如淫羊藿素含量最為豐富。近期研究證實(shí)，淫羊藿提取物具有廣泛的藥理活性，包括骨保護(hù)、神經(jīng)保護(hù)、免疫調(diào)節(jié)、心血管保護(hù)及抗腫瘤作用。值得注意的是，淫羊藿素及其衍生物通過多種機(jī)制顯著改善AKI，表現(xiàn)出顯著的腎臟保護(hù)效果。在S-AKI 研究中，淫羊藿苷類被發(fā)現(xiàn)能有效抑制腎臟氧化損傷、減輕炎癥反應(yīng)、減少細(xì)胞凋亡并改善血管通透性，從而顯著降低CLP誘導(dǎo)S- AKI小鼠的死亡率。同樣，在順鉑和多柔比星誘導(dǎo)的腎毒性模型中，淫羊藿總黃酮和苷類通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激、抑制炎癥反應(yīng)及減少細(xì)胞凋亡發(fā)揮腎臟保護(hù)作用。此外，淫羊藿水提物和乙醇提物也通過上述機(jī)制緩解慶大霉素誘導(dǎo)的腎功能障礙和組織損傷。然而，傳統(tǒng)提取方法獲得的淫羊藿提取物存在穩(wěn)定性差、生物利用度低等局限性，這嚴(yán)重限制了其在S- AKI 治療中的應(yīng)用效果。研究表明， NF-κB 通路的過度激活在膿毒癥相關(guān)腎損傷中起關(guān)鍵作用。6-溴靛紅-3′-肟（BIO）是一種與淫羊藿活性相似的化合物，可通過抑制TLR4/ NF-κB 和TLR4/ MAPK 信號通路，并調(diào)節(jié)促炎與抗炎因子之間的平衡，從而減輕脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。此外，研究顯示PELNV人參皂苷Rg1可通過抑制腎小管上皮細(xì)胞的鐵死亡來改善S- AKI ，這表明不同草藥成分可能通過協(xié)同機(jī)制發(fā)揮腎臟保護(hù)作用。進(jìn)一步研究揭示，在 AKI 進(jìn)展為慢性腎臟病（CKD）的過程中，存在一個(gè)涉及微生物組、代謝物和氧化應(yīng)激的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。來自PELNVs的microRNAs可通過調(diào)節(jié)腸道菌群改善腎臟疾病預(yù)后，為開發(fā)S-AKI 新型早期治療策略提供了方向。

本研究提出利用淫羊藿中分離出類外泌體納米囊泡(ENVs)治療S-AKI ，并進(jìn)一步探究其治療機(jī)制。基于傳統(tǒng)中藥淫羊藿已知的腎臟保護(hù)特性，我們首先分離、提取并系統(tǒng)表征了ENVs，為研究其在S- AKI治療中的作用奠定了基礎(chǔ)。通過S-AKI 的體內(nèi)和體外模型，我們證實(shí)ENVs具有顯著的腎臟靶向能力及顯著的治療效果，為它們作為靶向干預(yù)手段的潛力提供了直接證據(jù)。從機(jī)制上講，我們的研究揭示ENVs通過多方面途徑發(fā)揮作用：它們重塑腸道菌群——α/β多樣性、群落結(jié)構(gòu)和功能譜的變化作為關(guān)鍵證據(jù)——以增加益生菌豐度、促進(jìn)短鏈脂肪酸（SCFAs）的生成，并增強(qiáng)腸道屏障完整性。這種由菌群驅(qū)動的重塑進(jìn)一步減少脂多糖（LPS）向血流的轉(zhuǎn)位，并抑制TLR4/ NF - κB 通路的激活，這是S- AKI 中關(guān)鍵的促炎信號級聯(lián)反應(yīng)。此外，ENVs富含生物活性化合物，包括神經(jīng)酰胺、鞘脂、苯丙烷類、聚酮化合物和黃酮類；這些成分共同作用于清除自由基、抑制 NF - κB 信號傳導(dǎo)，并下調(diào)促炎細(xì)胞因子表達(dá)的抑制作用，從而直接緩解炎癥和氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的腎損傷。與這些發(fā)現(xiàn)相輔相成的是，腎臟轉(zhuǎn)錄組分析進(jìn)一步鑒定了由ENVs調(diào)控的關(guān)鍵基因網(wǎng)絡(luò)和核心通路，揭示了ENVs治療效應(yīng)的分子基礎(chǔ)。本研究不僅闡明了淫羊藿腎保護(hù)作用的科學(xué)依據(jù)，還為早期S- AKI 新型治療藥物的合理設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)（如圖文摘要所示）。

【結(jié)果部分】

1.ENVs的表征與組成。

2.ENVs的靶向遞送能力及體外抗炎效果。

3.ENVs的體外抗凋亡及抗氧化能力。

4.ENVs的體內(nèi)生物安全性。

5.ENVs的體內(nèi)靶向能力與治療效果。

6.ENVs的體內(nèi)抗氧化與抗炎能力。

7.ENVs可調(diào)節(jié)腸道微生物群。

8.ENVs處理后信號通路的驗(yàn)證。

【結(jié)論與討論】

本研究全面闡明了淫羊藿源性類外泌體納米囊泡（ENVs）在治療S-AKI 中的顯著治療效果及多維作用機(jī)制。作為一類獨(dú)特的納米囊泡，ENVs富含多種生物活性成分——包括神經(jīng)酰胺和甘油三酯等脂質(zhì)（這些成分不僅是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)組成，還參與細(xì)胞信號傳導(dǎo)）以及苯丙烷類和黃酮類植物次生代謝物（以其抗氧化和抗炎特性著稱）。這些成分使ENVs能夠通過協(xié)同抗炎、抗氧化及能量代謝調(diào)節(jié)通路發(fā)揮腎臟保護(hù)作用。體外實(shí)驗(yàn)表明，ENVs可被HK-2細(xì)胞高效內(nèi)化，顯著降低脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的促炎細(xì)胞因子（TNF - α 、IL-6、IL- 1β）表達(dá)，抑制細(xì)胞凋亡，減少活性氧（ROS）生成，并維持線粒體結(jié)構(gòu)與功能。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示，ENVs特異性靶向受損腎組織，改善病理損傷（如腎小管上皮細(xì)胞變性與壞死），通過抑制 NF - κB 信號通路實(shí)現(xiàn)全身性抗炎效應(yīng)，并激活PI3K-Akt通路上調(diào)抗凋亡基因，從而增強(qiáng)細(xì)胞抗損傷能力。值得注意的是，ENVs通過減少促炎細(xì)菌豐度并增加有益菌群來調(diào)節(jié)腸道菌群。這些有益菌群產(chǎn)生的短鏈脂肪酸（SCFAs）能強(qiáng)化腸道屏障并減少細(xì)菌/內(nèi)毒素的移位。通過這種方式，ENVs（納米囊泡）可打破腸道-腎臟軸的炎癥循環(huán)并減輕腎損傷。

綜上所述，作為淫羊藿活性成分的新型納米遞送系統(tǒng)，ENVs通過獨(dú)特調(diào)控腸道-腎臟軸并抑制 NF - κB 通路，展現(xiàn)出在SAKI（系統(tǒng)性血管性腎炎）治療中保護(hù)多器官的潛力。這為SAKI的早期臨床干預(yù)提供了創(chuàng)新且前景廣闊的策略。需要指出的是，盡管本研究證實(shí)了ENVs的整體治療效果，但這些復(fù)雜納米囊泡中核心生物活性成分的確切身份仍有待完全闡明。未來針對單個(gè)活性成分的分離與表征研究，將有助于進(jìn)一步理解其作用機(jī)制并實(shí)現(xiàn)潛在的臨床轉(zhuǎn)化。

注：本文原創(chuàng)表明為原創(chuàng)編譯，非聲張版權(quán)，侵刪！

中醫(yī)藥基礎(chǔ)科研技術(shù)服務(wù)及加群交流：

相關(guān)咨詢，加微信：1278317307。

【福利時(shí)刻】科研服務(wù)（點(diǎn)擊查看）：、、、、、。咨詢加微信：1278317307。