Effect of Huangqisan Pellets on PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway and Autophagy in Kidney of Diabetic Nephropathy Rats

Bei-feng LIE; Fang CHENG; Ting-ting DUAN; Min-yi LI; De-qi CHEN

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20220641

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Effect of Huangqisan Pellets on PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway and Autophagy in Kidney of Diabetic Nephropathy Rats

更新时间：2022-03-07

- Effect of Huangqisan Pellets on PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway and Autophagy in Kidney of Diabetic Nephropathy Rats
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 28, Issue 7, Pages: 11-17(2022)
- 作者机构：
  
  1.中山大学药学院，广东深圳 518107
  2.广州康臣药物研究有限公司，广州 510530
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20220641
  CLC： R2-0;R285;R33;R587.1;R692
- Received：04 August 2021，
  
  Published Online：27 January 2022，
  
  Published：05 April 2022
- 稿件说明：
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列倍锋,程芳,段婷婷等.黄芪散微丸对糖尿病肾病大鼠肾脏PI3K/Akt/mTOR通路及自噬的影响[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(07):11-17.

LIE Bei-feng,CHENG Fang,DUAN Ting-ting,et al.Effect of Huangqisan Pellets on PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway and Autophagy in Kidney of Diabetic Nephropathy Rats[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(07):11-17.
列倍锋,程芳,段婷婷等.黄芪散微丸对糖尿病肾病大鼠肾脏PI3K/Akt/mTOR通路及自噬的影响[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(07):11-17. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220641.

LIE Bei-feng,CHENG Fang,DUAN Ting-ting,et al.Effect of Huangqisan Pellets on PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway and Autophagy in Kidney of Diabetic Nephropathy Rats[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(07):11-17. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220641.

摘要

目的

研究黄芪散微丸（HQS）对糖尿病肾病（DN）大鼠肾脏磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（PI3K/Akt/mTOR）信号通路的影响，探讨其对自噬的影响。

方法

采用高脂饲料喂养联合腹腔注射链脲佐菌素（35 mg·kg

-1

）建立DN大鼠模型。DN大鼠随机分为模型组、厄贝沙坦（0.027 g·kg

-1

）组、HQS低剂量（0.54 g·kg

-1

）组和HQS高剂量（1.08 g·kg

-1

）组。连续给药12周后检测各组大鼠24 h尿蛋白定量（UTP），血清白蛋白（Alb），血肌酐（SCr），尿素氮（BUN），甘油三酯（TG），总胆固醇（TC）含量；苏木素-伊红（HE）染色观察肾脏组织病理形态学变化；免疫组化检测肾脏组织足细胞裂孔膜蛋白（Nephrin）、膜蛋白（Podocin）蛋白表达；蛋白免疫印迹法（Western blot）检测肾脏组织PI3K/Akt/mTOR信号蛋白表达及其磷酸化水平，以及自噬关键分子酵母Atg6同系物1（Beclin1）、微管相关蛋白1轻链3（LC3）蛋白表达水平。

结果

与正常组比较，模型组大鼠24 h UTP，血清中SCr、BUN、TG、TC水平均显著升高，Alb水平显著下降（

0.01）；肾皮质中肾小管上皮细胞发生明显的颗粒样变性，毛细血管基底膜明显增厚，系膜细胞增生明显，肾小球发生硬化性改变；足细胞标志蛋白Nephrin、Podocin蛋白表达显著下降（

0.01）；肾组织中磷酸化（p）-PI3K、p-Akt、p-mTOR及自噬标志物LC3、Beclin1蛋白表达显著下降（

0.01）。与模型组比较，厄贝沙坦组和HQS各剂量组大鼠24 h UTP，血清中SCr、BUN、TG、TC水平不同程度降低，Alb水平明显升高；肾脏病理损害不同程度减轻；肾小球的足细胞裂孔隔膜蛋白Nephrin、Podocin蛋白表达不同程度升高；肾组织中p-PI3K/p-Akt/p-mTOR及自噬标志物LC3、Beclin1蛋白表达不同程度升高（

0.05，

0.01）。

结论

HQS可能通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路，增强足细胞自噬，保护肾小球，减缓了DN的发展进程。

Abstract

Objective

To investigate the effect of Huangqisan pellets （HQS） on the phosphatidylinositol-3 kinase/protein kinase B/mammalian target of rapamycin （PI3K/Akt/mTOR） signaling pathway and autophagy in the kidney of diabetic nephropathy （DN） rats.

Method

DN rat model was established through high-fat diet combined with intraperitoneal injection of streptozotocin （35 mg·kg

-1

）. DN rats were randomly assigned into model group， irbesartan （0.027 g·kg

-1

） group， low-dose HQS （0.54 g·kg

-1

） group and high-dose HQS （1.08 g·kg

-1

） group. The levels of 24 h urinary total protein （UTP）， serum albumin （Alb）， serum creatinine （SCr）， urea nitrogen （BUN）， triglyceride （TG） and total cholesterol （TC） were measured after 12 weeks of continuous administration. The pathological changes of renal tissue were observed via hematoxylin-eosin （HE） staining. The expression of podocyte split diaphragm proteins nephrin and podocin in the renal tissue were detected by immunohistochemistry. The protein levels and phosphorylation of key proteins in PI3K/Akt/mTOR signaling pathway， as well as the expression of yeast Atg6 homolog （Beclin1） and microtubule-associated protein 1 light chain 3 （LC3） in the renal tissue were analyzed by Western blot.

Result

Compared with the control group， the model group showcased increased 24 h UTP， SCr， BUN， TG， and TC levels and decreased Alb level （

0.01）. After modeling， the rats showed granulosity of epithelial cells of renal tubules， thickening of capillary basement membrane， proliferation of mesangial cells， and sclerosis of glomerulus. Furthermore， modeling down-regulated the expression of nephrin and podocin in the podocyte hiatus of glomerulus （

0.01） as well as the protein levels of p-PI3K， p-Akt， and p-mTOR and the autophagy markers LC3 and Beclin1 in renal tissue （

0.01）. Compared with model group， irbesartan and HQS decreased the 24 h UTP， Cr， BUN， TG， and TC levels， increased the Alb level， and alleviated the pathological damage of kidney. Moreover， they up-regulated the expression of Nephrin and Podocin in the podocyte hiatus of glomerulus， as well as the protein levels of p-PI3K， p-Akt， p-mTOR， LC3， and Beclin1 in renal tissue （

0.05，

0.01）.

Conclusion

HQS may inhibit the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway to enhance podocyte autophagy and protect the glomerulus， thus slowing down the development of DN.

关键词

Keywords

references

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