基于IRS1/PI3K/Akt通路探究黄蜀葵花总黄酮改善糖尿病肾脏疾病胰岛素抵抗和足细胞转分化的作用和机制

为了探究传统治肾中药黄蜀葵花的提取物——黄蜀葵花总黄酮(total flavones of Abelmoschus manihot,TFA)在体内改善糖尿病肾脏疾病(diabetic kidney disease,DKD)胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)和足细胞转分化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的作用和机制,并进一步揭示其科学内涵,将32只大鼠随机分为正常组、模型组、TFA组和罗格列酮(rosiglitazone,ROS)组.通过"高脂饲料饲养、单肾切除以及STZ腹腔注射"等综合措施联合诱导改良型DKD大鼠模型.成模后,对于4组大鼠,每天经灌胃分别给予其双蒸水、TFA混悬液以及ROS混悬液.在中、西药物干预的第8周末,处死全部大鼠,收集尿液、血液以及肾组织等标本,进而针对DKD模型鼠IR和足细胞EMT相关的各项参数和指标进行检测和观察,包括大鼠一般情况,体质量(body weight,BW)及肾脏质量(kidney weight,KW),生化参数和IR指标,肾组织胰岛素受体底物(insulin receptor substrate,IRS)1/磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/丝氨酸-苏氨酸激酶(serine-threonine kinase,Akt)通路关键信号分子和裂隙膜结构分子蛋白表达水平,足突形态和肾小球基底膜(glomerular basement membrane,GBM)厚度,足细胞EMT标志分子和裂隙膜结构分子的表达程度以及肾小球组织形态特征等.结果显示,首先,对于DKD模型鼠,TFA和ROS均能改善一般情况、部分生化参数、肾脏外观和KW;然后对于BW、尿白蛋白(urinary albumin,UAlb)/尿肌酐(urinary creatinine,UCr)、血清肌酐(serum creatinine,Scr)、血清甘油三酯(triglyceride,TG)、KW的改善作用,TFA和ROS相似;再者,两者均能改善IR指标,其中,对于空腹血清胰岛素(fast insulin,FIN)、IR指数(homeostasis model assessment of insulin resistance,HOMA-IR)的改善作用,ROS优于TFA;其次,两者均能不同程度地改善肾组织IRS1/PI3K/Akt通路关键信号分子的蛋白表达水平和肾小球硬化,而且TFA的改善作用和ROS相似;最后,两者均能改善足细胞损伤和EMT,其中TFA的改善作用优于ROS.总之,该研究提示,肾组织IR及其IRS1/PI3K/Akt通路活性低下会诱导DKD足细胞EMT和肾小球硬化;TFA和ROS相似,其抑制DKD足细胞EMT的作用与诱导IRS1/PI3K/Akt通路活性而改善IR有关,这可能是TFA治疗DKD的科学内涵之一.该研究为TFA在糖尿病并发症领域的开发和应用提供了初步的药理学证据.