糖尿病肾病(DN)是以肾小球高滤过、尿白蛋白排泄率进行性增加、肾小球滤过率(GFR)持续性降低为特征的临床综合征,是糖尿病(DM)严重的微血管并发症之一,约20%~40%的DM患者会发生DN[1],此外,DN是终末期肾病(ESRD)的主要病因,约30%~50%的ESRD由DN引起[2]。病理上,DN早期表现为肾小球基底膜增厚、系膜扩张、足细胞和肾小管细胞损伤,晚期表现为弥漫性/结节性肾小球硬化和肾小管间质纤维化,与此同时患者常伴有纳差、恶心呕吐、全身瘙痒及倦怠乏力等症状[3-4],不仅给患者带来极大的身心痛苦也给患者家庭及社会带来了沉重的负担。随着现代科技的日新月异,人们对DN的发病机制认识也日益深化,目前认为血流动力学因素、遗传、表观遗传学修饰、阻断肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RASS)的激活、糖化终末产物(AGEs)沉积、蛋白激酶C激活、糖脂代谢紊乱、自噬、氧化应激、炎症因子等参与了DN的发生发展[5-7]。针对DN治疗西医暂无专属治疗方案,以缓解症状,延缓病情进展为主,主要防治手段有控制血糖、血压,抑制RASS激活、钠-葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2),增强锻炼,改善饮食,减轻体质量等,但这些防治手段仍难以满足临床需求,同时药物的不良反应仍屡见不鲜[8-10]。因此有必要进一步探索DN的发病机制,并针对其开发出防治DN新兴而有效的治疗方式。中医药治疗疾病往往有多靶点、多组分、多环节、低不良反应的特点,通过辨证论证,整体合参,可有效延缓早中期DN向ESRD的发展,但其防治DN的具体机制仍有待研究。内质网(ER)是真核细胞中重要的细胞器,是蛋白质合成折叠与装配、细胞内钙储存以及部分糖脂类物质和胆固醇代谢的场所。正常情况下ER具有强大的内稳态体系,能够维持内环境稳定,但是在多种病理条件能够导致ER的内稳态失衡,错误折叠或者未折叠的蛋白在腔中聚集,进一步导致ER功能障碍的病理状态,称为内质网应激(ERS)。适度的ERS有利于恢复和稳定细胞内环境,但持续的ERS 可使ER功能受损,进而导致细胞凋亡[11]。肾固有细胞拥有丰富的ER系统,具有发生ERS的前提,DM患者肾固有细胞常发生过度的ERS可引起细胞的损伤甚至凋亡,最终导致DN的发展[12]。而应用ERS的抑制剂被证明能够增强ER折叠能力,减轻ERS,延缓DN进展[13]。但也有部分研究表明激活ERS对DN具有保护作用,体现了ERS在DN中的双向调节作用,近年来调控ERS已经成为DN治疗的研究热点,大量的研究证实中医药能够通过调控ERS防治DN,但目前尚未有该领域较为全面且系统的综述研究。鉴于此,本文系统整理了ERS在DN发生发展中的作用,同时对中医药调控ERS防治DN的文献进行总结,以期为中医药防治DN领域的科研人员提供一定的科研思路及方向。1 ERS的概述ER是真核细胞中一类重要且功能多样的的细胞器,是由细胞膜构成的相互连通的管道、扁平囊组成的一种复杂的膜系统,主要参与蛋白质的合成、折叠、翻译后修饰、组装及转运,并参与对新合成蛋白的质量进行监控、部分糖类、脂质及胆固醇运输和代谢、维持钙离子的稳态等,在细胞内稳态维持中发挥着关键作用[14-15]。多种病理生理因素(如高糖、缺氧、氧化/氮化应激、酸中毒、钙离子稳态失衡、营养匮乏或者过剩、感染等)会导致ER的结构和功能出现异常,导致ER中蛋白质加工和分泌受阻,引起未折叠和错误折叠的蛋白在ER腔内过度蓄积,这些蛋白质在早期会通过ER相关降解途径(ERAD)被降解,一旦超过了ER的负荷能力时候,便会引起ER功能障碍的病理状态,称为ERS[16-17]。此时,细胞启动未折叠蛋白应答(UPR)进行自我适应性保护,促使细胞恢复稳态而存活[18]。通常情况下,ER上的3个跨膜蛋白:双链RNA依赖的蛋白激酶样内质网激酶(PERK)、肌醇需酶1α(IRE1α)、活化转录因子6(ATF6)与葡萄糖调节蛋白78(GRP78)又称免疫球蛋白重链结合蛋白(BiP)结合保持非激活状态,当ER中积累了大量错误或未折叠蛋白时,由于GRP78对这些蛋白具有更高的亲和活性,导致GRP78从3种跨膜蛋白上解离,并分别激活相应的转导通路包括:PERK/真核翻译起始因子2α(eIF2α)/ATF4-C/EBP同源蛋白(CHOP)、IRE1/肿瘤坏死因子相关因子受体2(TRAF2)/激活和征募凋亡信号调节激酶1(ASK1)和ATF6通路,从而引发UPR[19],最终停止mRNA翻译[20]、增加mRNA的降解[21],减少新蛋白合成、増强未折叠蛋白折叠[22],促进错误折叠蛋白的降解[23],恢复Ca2+转运,以减轻ERS,但当UPR过强或者难以缓解时将会激活多条途径诱导细胞凋亡,主要包括 PERK/eIF2α/活化转录因子4(ATF4)/CHOP途径、c-Jun氨基末端激酶(JNK)途径、胱天蛋白酶-12(Caspase-12)途径等[24]。研究发现持续发生的ERS则能诱导细胞自噬,自噬被认为是UPR的一种补充作用,可以防止错误折叠蛋白质累积,并与ERAD一起作用,以清除未折叠和错误折叠的蛋白质从而缓解ERS[25]。此外,ERS和自噬之间存在复杂的串扰,共同决定着细胞命运[26]。有研究发现,激活的PERK还增加核因子E2相关因子2(NRF2)的表达,这会触发抗氧化反应[27-28]。此外,ERS还与炎症级联产生密切相关[29]。值得注意的是UPR相关的3个信号通路之间的作用往往不是孤立的,三者之间常常存在着复杂的相互作用协同激活从而减轻ERS。除UPR之外,ER超负荷反应(EOR)和固醇调节级联反应(SREBP)也是ERS的重要组成部分,在ER超负荷运行的时候,正确折叠的蛋白在ER中积聚引起的ER超负荷反应(EOR)及ER表面合成的胆固醇损耗导致的固醇调节级联反应(SREBP)均能够发挥细胞保护作用[30],但是相较于UPR这两者的研究较少,具体机制仍不清晰。2 ERS在DN中的作用近年来,大量研究证实了ERS与DN之间存在着紧密联系。调控ERS有可能为DN治疗提供全新的治疗思路。肾脏固有细胞(足细胞、肾小管上皮细胞、内皮细胞、系膜细胞)往往具有丰富而复杂的ER结构,具有发生ERS的前提,DN状态下多种病理生理因素(如高血糖、蛋白尿、晚期糖基化终产物和游离脂肪酸的增加)会进一步加速肾脏蛋白的合成,从而增加ERS和UPR激活的可能性[31],从而导致肾脏固有细胞损伤甚至凋亡最终导致DN的发生发展[32],目前大部分的研究表明ERS的激活会导致DN的发生发展。2.1 ERS和足细胞足细胞是终末分化的上皮细胞,其形成交叉的足突,构成肾小球滤过屏障,是阻止蛋白质渗漏的关键组分[33]。足细胞损伤、去分化和丢失是DN的病理标志[34]。多项研究表明ERS与足细胞损伤相关[35-36],使用ERS抑制剂熊去氧胆酸(UDCA)和4-苯基丁酸(4-PBA)可抑制高血糖/体外高糖诱导的足细胞凋亡[37]。研究发现,AGEs和白蛋白均能通过ERS途径诱导足细胞凋亡[38-39]。此外,游离脂肪酸(FFA)中的饱和FFA-棕榈酸能够诱导足细胞诱导的X盒连接蛋白-1(XBP-1)剪接及CHOP的上调从而增加体外高糖诱导足细胞凋亡及DM小鼠体内细胞凋亡[40]。WANG等[41]研究发现在DM组大鼠的肾脏中,中介素(IMD)及其受体降钙素受体样受体/受体活化修饰蛋白复合物共同受体(CRLR/RAMP)的mRNA和蛋白质表达均显著上调,进一步研究发现,IMD能够降低DM大鼠肌酐清除率和24 h尿蛋白,并减轻其肾脏病理损伤。该作用可能与IMD能够抑制足细胞的ERS从而缓解足细胞凋亡、增加突触足蛋白(synaptopodin)、裂隙素(nephrin)、足细胞素(podocin)的表达以及阻止了由高糖引起的F-肌动蛋白细胞骨架破坏。FAN等[42]证明网状蛋白1A(RTN1A)可能是DN足细胞ERS的关键调节因子,该团队在单侧肾切除的db/db小鼠中发现RTN1A和ERS标志物(GRP78、p-PERK、CHOP)高表达,通过肾切片中对RTN1A和足细胞标志物synaptopodin进行了免疫荧光共染色发现,RTN1A的表达显著增加,而synaptopodin的表达降低,这些在TUDCA处理后逆转。体外研究发现RTN1A介导白蛋白诱导的足细胞ERS和凋亡,RTN1A和CHOP之间的正反馈回路有助于增强足细胞的ERS。此外,DN状态下表观遗传学的修饰也能调控ERS从而导致足细胞的损伤,LI等[43]研究发现在HG处理的足细胞和链脲佐菌素(STZ)诱导的DN大鼠的肾小球中,MicroRNA-30家族成员显著下调,进一步的研究发现过表达miRNA-30能够通过靶向缝隙连接蛋白43(Cx43)从减轻ERS及其诱导的足细胞凋亡从而治疗DN。BAI等[44]研究发现人DN肾活检组织中发现lncRNA LINC01619表达下调,并与蛋白尿减少和肾功能下降有关。进一步的机制研究发现,LINC01619的下调能够降低对miR-27a的抑制,从而上调叉头框蛋白O1(FoxO1)基因的表达,诱发ERS并诱导足细胞损伤。2.2 ERS和肾小管上皮细胞肾小球上皮细胞(RTECs)是肾小球滤过屏障的重要组分,其损伤与DN的发生发展密切相关,RTECs损伤包括氧化损伤、炎性损伤和细胞凋亡等[45],这导致肾小管损伤、肾小管细胞上皮间质转化(EMT),引起肾间质纤维化,促进DN向终末期肾衰竭发展[46]。研究发现,AGEs可直接通过激活ERS导致RTECs衰老、功能减退[47]。白蛋白可诱导RTECs中GRP78基因上调,启动ERS并激活Caspase-12引起RTECs损伤和凋亡[48]。JIA等[49]发现白蛋白能够刺激HK2细胞中miR-4756的表达,而miR-4756的过表达能通过降低HK2细胞中的Sestrin2的表达增强HK2细胞ERS并引发EMT。LIM等[50]研究发现,棕榈酸(PA)能够激活大麻素受体1(CB1R)导致DN RTECs的ERS和凋亡。RTN1通过诱导ERS参与DN的进展,这在DN患者、DN小鼠模型和高糖诱导的HK2细胞已被证实[51]。XIAO等[52]利用RTN1a基因敲除小鼠和人血清白蛋白孵育HK2细胞,探讨了RTN1a在肾小管细胞损伤中的作用,发现RTN1a参与介导了白蛋白诱导的HK2细胞和白蛋白过载小鼠RTECs的ERS和凋亡和小鼠肾小管间质纤维化形成。CHEN等[53]发现碳水化合物反应元件结合蛋白(ChREBP)在DM患者和DM小鼠中高度表达,敲低ChREBP能够减轻高糖诱导的HK-2细胞的ERS和氧化应激,从而防止高糖引起的HK-2细胞凋亡。LANGHAM等[54]和PANG等[55]发现DN患者和DM小鼠的尾加压素Ⅱ(UⅡ)表达和ERS共同上调,进一步研究证实,UⅡ能够激活HK2细胞的ERS途径诱导EMT。WANG等[56]发现高糖诱导能够导致HK-2的凋亡和ERS,同时显著下调lncRNA TUG1水平,过表达lncRNA TUG1能够负向调节miR-29c-3p,进而上调SIRT1水平以防止高糖诱导的HK-2细胞ERS并减轻凋亡。此外,FANG等[57]研究发现,牛血清白蛋白(BSA)还可以诱导培养的肾小管上皮细胞(NRK-52E)中基于NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎性体和ERS激活,TUDCA在抑制ERS同时降低NLRP3炎性体激活。2.3 ERS和肾小球内皮细胞肾小球内皮细胞(GEnCs)是肾小球滤过屏障(GFB)的重要组成部分,其表面有大量的窗孔,对小分子物质有着较好的渗透性而对大分子蛋白的渗透性较低,是肾小球正常滤过功能的基础[58]。GEnCs的形态和功能的稳态与DN的发生发展密切相关[59]。高级氧化蛋白产物(AOPP)已被发现在DM以及慢性肾脏疾病患者体内积累,并且有助于DN的发展[60],内皮-间充质转化(EndMT)有助于糖尿病肾纤维化的早期进展[61]。LIANG等[62]指出,AOPPs通过增诱导GEnCs中ERS,从而促进GEnCs的EndMT。但目前关于DN状态下GEnCs ERS相关的研究还相对较少,仍有待进一步的探索。2.4 ERS和肾小球系膜细胞肾小球系膜细胞(MCs)又称为间充质细胞,是肾小球内的支撑细胞,具有支撑、分泌、收缩、吞噬等功能[63-64]。众多研究已经证实,DN的早期表现为MCs的异常增生、系膜基质增加,到中晚期,硬化的肾小球内仍存在过多的系膜基质,但此时伴随MCs过度的凋亡和丢失,从而导致肾功能不全。抑制MCs的异常增殖与凋亡,对于改善高糖引起的MCs损伤,延缓DN的发展至关重要。XU[65]等研究发现,HG能够通过激活表皮生长因子受体(EGFR)/蛋白激酶B(AKT)/活性氧(ROS)/ERS信号传导途径引起MCs的氧化应激、ERS、凋亡和纤维化过程。AGEs诱导的MCs是凋亡是DN肾小球功能障碍的主要原因之一,研究发现,AGEs以时间和剂量依赖性方式诱导ERS信号,用ERS抑制剂4-PB干预可有效抑制ERS中eIF2α和CHOP信号的激活,并逆转AGEs诱导的MCs凋亡[66]。脂毒性诱导的系膜细胞凋亡参与了DN的发生发展,PARK等[67]用棕榈酸酯培养大鼠MCs,以研究脂毒性诱导MCs损伤的机制,发现脂毒性能够通过上调蛋白精氨酸甲基转移酶1(PRMT1)的表达和活性从而诱导ERS并加剧MCs凋亡。脂肪酸结合蛋白4(FABP4)是脂肪酸的载体蛋白,与DN的发生发展有关,YAO等[68]研究发现,DN肾活检的肾小球中以及体外非酯化脂肪酸(NEFA)或高糖处理的人肾小球系膜细胞(HMC)中FABP4均有显著表达,于此同时伴随着GRP78和Caspase-12表达的增加及B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)表达的降低,以及细胞凋亡增加,在体外实验中在运用FABP4抑制剂BMS309403或siRNA处理后,这些反应被逆转,表明FABP4介导的ERS可能参与了DN的系膜细胞凋亡。上述可见ERS与DN的多种肾脏固有细胞的损伤密切相关,有效的抑制ERS能够延缓DN,但也有少部分研究阐述了ERS在DN中的保护作用。如CYBULSKY[25]研究发现,在DN中ERS能够明显降低ROS的产生从而减轻MCs的氧化应激水平,保护肾脏,而敲除ERS的关键基因Tribbles同源蛋白3(TRB3)则会加重DN的蛋白尿。另外,SHAO等[69]发现,在高糖培养的系膜细胞中,XBP1s敲除可使ROS过度产生,促进ECM生成,导致系膜细胞损伤,加重DN进展。可见,ERS在DN中存在双向性作用,有效调控ERS或许是防治DN重要的突破口。3 中医药干预ERS治疗DN近年来,随着ERS在DN发生发展的中的作用不断被报道,已有大量的研究展示了中医药通过调控ERS对DN的干预作用。3.1 中药单体成分3.1.1 酚类化合物白藜芦醇(RSV)是一种多酚类化合物,主要从葡萄、花生以及中药虎杖等植物中获取,具有抗氧化、抗炎和细胞保护作用。于中飞等[70]研究发现,RSV能够显著降低DM小鼠肾脏组织中ERS通路关键分子CHOP和GRP78的mRNA和蛋白的表达,表明RSV能够降低DM小鼠肾组织的ERS水平。ZHANG等[71]研究发现,RSV在体内能够降低db/db小鼠的尿白蛋白/肌酐比值(UACR)和尿白蛋白排泄率(UAE),改善肾组织病理,同时降低肾组织中GRP78和CHOP及Caspase-12的表达,在体外可抑制高糖诱导的ERS(抑制GRP78和CHOP表达),降低NRK-52E细胞的凋亡率,表明RSV可能通过抑制ERS诱导的肾小管细胞细胞凋亡保护DN。王雅芸[72]的研究发现,RSV能够显著逆转高糖诱导的NRK52E细胞的异常增殖和凋亡以及还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶4(NOX4)、GRP78蛋白的高表达,同时体内研究也发现,RSV能够显著改善STZ诱导的DN大鼠肾脏损害,同时降低肾皮质小管区域NOX4、GRP78蛋白的高表达,表明RSV可能通过降低DN大鼠体内高糖引起的氧化应激和ERS,减少高糖状态下肾小管上皮细胞的异常增殖和凋亡。姜黄素是在姜科等植物根茎中提取的多酚类化合物,具有抗肿瘤、抗氧化、抗纤维化、抗炎、抗微生物等多种药理学作用。邓文荣等[73]研究发现姜黄素能够降低DN大鼠肾组织中JNK、神经源性基因座Notch同源蛋白2(Notch2)、发状分裂相关增强子1(Hes1)mRNA及蛋白表达,同时降低血糖及改善肾功能减轻肾脏病理改变。表明姜黄素可能通过抑制肾脏中ERS介导的凋亡信号通路JNK、Notch2/hes1,抑制肾脏细胞凋亡,保护肾脏。3.1.2 醌类丹参酮ⅡA是一种从传统中药丹参根部提取出来的亲脂性二萜成分,属于菲醌衍生物,具有为抗癌、抗炎、抗氧化、护肝等多种药理学作用。XU等[74]研究发现,丹参酮ⅡA可能通过提高超氧化物歧化酶(SOD)活性减弱PERK通路激活,降低ERS而抑制转化生长因子-β1(TGF-β1)/干扰凝血酶敏感蛋白-1(TSP-1)通路减少胶原蛋白的沉积和肾纤维化,发挥对STZ诱导的DM大鼠的肾脏保护作用。大黄素是一种天然蒽醌类衍生物,是中药大黄的主要活性成分,具有抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗溃疡等多种药理作用。TIAN等[75]分别用大黄素干预KK-Ay小鼠及高糖诱导足细胞,发现大黄素能够抑制PERK/elF2α通路降低ERS,下调CHOP表达,最终抑制足细胞凋亡,发挥DN的肾脏保护作用。3.1.3 生物碱小檗碱是从黄连、黄柏等植物药中提取的生物碱,具有抗氧化、抗炎、降低胆固醇、抗糖尿病、抗肥胖和抗菌等药理作用。王妍菲等[76]发现,小檗碱能显著改善DN大鼠肾脏的结构和功能,同时降低肾组织中CHOP、PERK、IRE1、ATF6及胱天蛋白酶-3(Caspase-3)蛋白表达,表明小檗碱可能通过降低DN大鼠肾脏组织ERS,减轻肾脏细胞的凋亡,从而延缓DN的发生发展。陈诚等[77]研究发现盐酸小檗碱可改善db/db小鼠的肾功能,其作用机制可能与调控LINC01619/miR-27a/FoxO1通路,从而减轻肾脏ERS、炎症反应和氧化应激有关。3.1.4 萜类黄芪甲苷是中药黄芪的主要活性成分,是一种环烷型三萜苷类化合物,具有抗氧化、抗凋亡、抗炎、抗纤维化、抗肿瘤等多种作用。刘红等[78]研究发现,黄芪甲苷能够显著缓解DN大鼠肾功能恶化并减轻肾脏病理改变和肾组织细胞凋亡率,同时降低肾组织中p-eIF2α、p-PERK、p-IRE1α、GRP78、CHOP、剪切的(cleaved)Caspase-3、Bcl-2相关X蛋白(Bax)/Bcl-2表达,这表明黄芪甲苷对DN大鼠的肾脏保护作用可能与其抑制肾组织ERS、缓解CHOP介导的肾组织细胞凋亡有关。另外JU等[79]研究发现黄芪甲苷能够抑制减轻肾小管上皮细胞的凋亡、降低ERS相关蛋白GRP78、p-PERK、ATF4和CHOP的表达,降低凋亡蛋白cleaved Caspase-3表达和Bax/Bcl-2,发挥肾脏保护作用,表明其可能通过抑制抑制ERS诱导的肾小管上皮细胞凋亡发挥对DN肾脏的保护作用。CHEN等[80]通过体内外研究发现,黄芪甲苷能够改善对DN大鼠的肾脏保护作用可能与其抑制PERK/ATF4/CHOP通路的从而降低ER诱导的足细胞凋亡有关。陈清青[81]的研究发现,黄芪甲苷能够明显降低棕榈酸(PA)诱导HK-2细胞凋亡,减少细胞内脂质沉积并降低ATF4、CHOP、Bax、cleaved Caspase-3含量,并升高p-Nrf2的含量,表明黄芪甲苷能够降低氧化应激及ERS的相关反应,从而起到对HK-2细胞的保护作用。WANG等[82]研究发现黄芪甲苷能过够减少DN大鼠的尿白蛋白排泄、逆转肾功能恶化、减轻病理损伤,进一步的研究发现黄芪甲苷能够抑制ERK/eIF2α和IRE1/JNK通路抑制ERS保护DN大鼠肾脏,并抑制衣霉素(TM)诱导的足细胞凋亡。GUO等[83]研究发现黄芪甲苷能够改善db/db小鼠的糖耐量和胰岛素抵抗,改善肾功能,改善肾小球硬化和肾脏炎症,同时减轻体外棕榈酸诱导的足细胞的凋亡,机制研究表明黄芪甲苷可能是通过恢复肌浆网钙蛋白(SERCA2b)的表达,恢复细胞内钙稳态,减轻ERS和线粒体诱导的细胞凋亡。积雪草酸是从传统中药积雪草中提取出的的三萜酸,属于五环三萜类化合物,具有护肝、抗肿瘤、抗炎、降糖、抑菌等广泛的药理作用。乔荟博等[84]研究发现,积雪草酸能够呈时间和浓度依赖性地降低高糖诱导的肾小球系膜细胞(HBZY-1细胞)中p-PERK、Caspase-12、CHOP蛋白的水平,表明积雪草酸可能通过抑制高糖状态下肾系膜细胞ERS介导的凋亡从而保护DN。3.1.5 黄酮类葛根素是中药葛根中提取的异黄酮类化合物,又称葛根黄酮,具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、护肝、抗细胞凋亡等多种药理作用。XU等[85]研究发现经葛根素处理能够显著改善DN小鼠的肾功能、降低24 h尿蛋白、减轻肾脏病理改变,同时足细胞功能蛋白nephrin、podocin和podocalyxin表达显著增加,ERS相关蛋白PERK、eIF2α和ATF4的水平降低被逆转,同时肾脏中自噬标志物自噬关键分子酵母Atg6同系物(Beclin-1)、微管相关蛋白1轻链3Ⅱ(LC3Ⅱ)和自噬相关基因5(Atg5)的表达上调和p62表达下调,表明葛根素可能通过激活ERS相关的PERK/eIF2α/ATF4信号通路,从而激活自噬保护DN,ERS/自噬串扰可能是葛根素治疗DN的新靶点。3.2 中药提取物银杏叶提取物EGB761是银杏叶标准提取物,其主要活性成分是黄酮类和萜类内酯类,具有改善循环、抗血小板聚集、保护神经系统等作用。庞欣欣和HAN等[86-87]发现银杏叶提取物EGB761能够改善DKD小鼠的肾功能、肾病理损伤以及肾小管损伤标志物β2-微球蛋白(β2-MG)、视黄醇结合蛋白4(RBP4)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)的表达,同时降低DN小鼠肾组织和高糖诱导的HK-2细胞中ERS标志物GRP78、ATF6的表达、EMT标志物α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和E-钙黏蛋白(E-cadherin)和ECM积累标志物胶原蛋白Ⅳ和纤连蛋白的表达。该课题组进一步运用ERS激动剂TM和ERS抑制剂4-PB探讨EGB761减少HK-2细胞中ECM和EMT积累的机制,结果表明,EGB761可以部分通过抑制ERS来改善ECM和EMT的积累。综上,可见银杏叶提取物可能通过抑制ERS改善DN肾小管中ECM的积累和EMT缓解DN小鼠的肾损伤。白芍总苷是从中药白芍中提取的有效成分,包含芍药苷、芍药内酯苷、羟基芍药苷和苯甲酰芍药苷等单萜苷类成分具有免疫调节和抗炎等作用。武晓旭等[88]研究了白芍总苷对DN大鼠的肾脏保护作用,发现白芍总苷能够显著降低DN大鼠的尿白蛋白排泄率(UAER)同时明显降低肾组织中ERS相关蛋白GRP78、p-PERK和p-eIF2α的表达量,表明白芍总苷对DN大鼠的肾脏保护可能与抑制肾脏过度的ERs有关。黄葵总黄酮是中药黄蜀葵花的有效成分,其主要的活性成分为金丝桃苷、槲皮素和槲皮素苷。LIU等[89]发现,黄蜀葵总黄酮在体内外的研究中均可能通过减轻ERS和抑制由AGEs诱导的非活性菱形蛋白2(iRhom2)信号传导的活性来改善DN大鼠的肾脏炎症和肾小球损伤。牡丹皮萜糖苷成分是中药牡丹皮中提取的有效成分,可用于多种炎症性疾病的治疗。CHEN等[90]发现牡丹皮中的萜苷成分能够通过抑制IRE1/核转录因子-κB(NF-κB)活化减轻ERS相关炎症发挥对STZ诱导的DN大鼠肾脏以及AGES诱导HBZY-1细胞的保护作用。3.3 单味中药黄芪,又名黄耆,是中药中补气药的代表,具有补气升阳,固表止汗,利水消肿,养血生津,行滞通痹,托毒排脓,敛疮生肌的功效,研究发现其对多种肾脏疾病有很好的保护作用[91]。高文等[92]运用黄芪颗粒剂给糖尿病肾病大鼠灌胃8周后,发现经黄芪治疗后的DN大鼠蛋白尿量显著减少和肾脏病理程度明显缓解,同时发现肾组织中eIF2α、PERK及JNK蛋白磷酸化水平显著上调,GRP78和氧调节蛋白150(ORP150)蛋白及基因表达明显升高,这表明黄芪对DN大鼠的肾脏保护作用可能与其抑制肾组织ERS有关。易婷婷等[93]运用黄芪注射液干预DN小鼠4周后,DN小鼠肾组织损伤程度肾功能明显改善,同时肾组织中ERS标记蛋白GRP78、PERK显著下调。3.4 中成药黄芪、葛根是具有益气养阴作用的常用药对,黄芪注射液和葛根素注射液两者是分别由黄芪和葛根素加工而成的中成药制剂。张达等[94]和张志慧等[95]研究发现葛根素注射液联合黄芪注射液能够改善KKAY小鼠肾脏病理损伤程度同时降低大鼠肾组织中PERK、eIF2α及GRP78 mRNA和蛋白的表达,表明其对KKAY小鼠的肾脏保护作用与抑制ERS有关。参芍口服液由丹参、黄芪、赤芍、当归、川芎、桃仁、红花、水蛭、地龙、清半夏组成,具有活血化瘀、益气通络之功,远迪[96]和董云朋[97]的发现参芍口服液能够显著改善DN大鼠肾脏病理,保护肾功能,同时降低肾组织中GRP78、PERK、ATF6、p53上调凋亡调控因子(PUMA)及CHOP蛋白表达,减轻细胞凋亡,表明参芍口服液的DN肾脏保护作用可能与其抑制ATF6/CHOP/PUMA通路和PERK/e IF2α/CHOP通路激活,从而减轻ERS介导的细胞凋亡有关。肾炎康复片由西洋参、人参、地黄、杜仲(炒)、山药、白花蛇舌草、黑豆、土茯苓、益母草、丹参、泽泻、白茅根、桔梗组成,具有益气养阴,补肾健脾,清解余毒的功效。常晓东等[98]研究发现,肾炎康复片能够保护DN大鼠肾脏,同时降低肾组织中GRP78、p-JNK蛋白表达和GRP78、CHOP mRNA的表达,减少肾脏细胞凋亡,表明肾炎康复片可能通过抑制ERS介导的凋亡途径保护DN。糖肾降浊颗粒由黄芪、酒大黄、丹参、茵陈、赤芍、知母、黄连、干姜、水蛭粉组成,具有益气养阴,升阳布津,活血化瘀,生津泻浊的功效。徐孝旺等[99]发现糖肾降浊颗粒能够显著调节糖尿病大鼠模型体内促炎因子和脂肪因子[ROS、丙二醛(MDA)、AOPP、8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)、GRP78、CHOP、ATF4]分泌,抑制糖尿病小鼠肾脏组织的氧化应激反应和ERS反应。黄葵胶囊主要成分是中药黄葵的提取物,具有利尿通淋、消肿解毒的功效。GE等[100]的研究发现黄葵胶囊能剂量依赖性地改善DN大鼠的肾脏炎症和肾小球损伤,这可能与黄葵胶囊通过激活过氧化物酶体增殖剂激活受体α/γ(PPARα/γ)和减轻ERS来实现的。肾康注射液主要成分为大黄、丹参、红花、黄芪组成,具有利湿泄浊、通腑降逆、活血补益的功效,是临床上治疗慢性肾脏病的常见中成药制剂。有研究发现,肾康注射液能够抑制PERK/eIF2α/ATF4/CHOP信号通路,减轻肾小管细胞的ERS和细胞凋亡,保护DN[101]。苁归益肾胶囊由当归、肉苁蓉、山茱萸、桂枝、牡丹皮和泽泻组成,具有健脾益肾,活血化瘀的功效。邸维莹[102]的研究发现苁归益肾胶囊改善DKD患者的临床症状,减轻DN大鼠肾脏损害,其机制可能与抑制AGEs生成,降低ERS相关因子GRP78、PERK及CHOP的表达有关。芪卫颗粒由黄芪、生地黄、大黄、鬼箭羽、莪术组成,具有益气养阴,化瘀通络的功效。韩哲吉等[103]发现芪卫颗粒能改善KKAY小鼠肾功能损伤及减轻病理改变,其作用可能与其以抑制IER1通路激活,从而抑制ERS有关。有研究发现芪卫颗粒同样可抑制KKAY小鼠肾脏中PERK通路介导的ERS,从而保护DN小鼠的肾脏[104]。另外,该课题组运用芪卫颗粒含药血清干预高糖状态下的足细胞,发现其能够增强细胞活力减少细胞凋亡,改善足细胞骨架结构,同时降低GRP78及Caspase-12蛋白水平升高足细胞标志蛋白Nephrin水平,可见芪卫颗粒能够通过抑制ERS相关的Caspase-12保护高糖诱导的足细胞损伤[105]。3.5 中药复方加味参芪地黄汤由党参、黄芪、熟地黄、山药、茯苓、牡丹皮、山茱萸,生姜、大枣组成,具有益气养阴生津之功效,张良等[106]进行的一项临床研究发现,相较于单纯西药治疗组,西药联合参芪地黄汤组的患者糖脂代谢、肾功能、以及血清中ERS相关指标(ATF6、GRP78、CHOP mRNA),以及血管紧张素、血清Caspase-12均显著改善,另外联合组较对照组具有更低的不良反应率和更高的有效率,表明该方的肾脏保护可能与抑制ERS有关。黄芪汤出自北宋·杨士嬴《仁斋直指方论》卷十七,由生黄芪、生地黄、茯苓、麦冬、瓜蒌根、北五味子、炙甘草组成,有益气生津、补肾养阴之功效。沈倩等[107]发现用黄芪汤能够显著降低高糖诱导的足细胞的凋亡率,同时显著降低GRP78、p-PERK、p-eIF2α、CHOP蛋白表达水平,增加足细胞标记蛋白podocin和抗凋亡相关蛋白Bcl-2的表达,表明黄芪汤可能调节ERS中的PERK通路从而抑制细胞凋亡,发挥对高糖足细胞的保护作用。当归补血汤出自李东垣所著的《内外伤辨惑论》一书,由黄芪、当归两味药物以5∶1比例组成,具有益气活血的功效。张曼玲等[108]研究发现当归补血汤能够保护DN大鼠肾脏,减少尿蛋白,同时降低GRP78 mRNA和蛋白的表达。帅瑜等[109]发现当归补血汤能够显著抑制DN大鼠肾组织IRE1α/JNK通路的表达,从而抑制ERS保护肾脏。沈鑫等[110]研究表明当归补血汤干预后可显著降低DN大鼠肾组织中GRP78、PERK、eIF2α蛋白及mRNA的表达,从而抑制ERS保护肾脏。张泉思等[111]发现当归补血汤能够降低DN大鼠肾组织中,GRP78、Caspase-12的蛋白及mRNA含量,表明当归补血汤的DN保护作用与抑制ERS介导的Caspase-12凋亡途径有关。通络保肾复方由生黄芪、山茱萸、女贞子、丹参、川芎、水蛭、茅根、车前子、生大黄组成,具有补肾祛邪、活血通络的功效。张杰等[112]研究发现通络保肾复方及其拆方通络保肾补虚方(生黄芪、山茱萸、女贞子)、通络保肾解毒方(丹参、川芎、水蛭、茅根、车前子、生大黄)均能够降低DN大鼠肾脏组织中p-IRE1α、GRP78的蛋白表达,且各组之间没有显著的差异,表明保肾复方及其拆方可能通过抑制ERS而发挥肾脏保护作用。此外,该课题组还研究了通络保肾复方及其拆方对DN大鼠肾组织中GRP78、p-JNK、Caspase-12蛋白及基因的表达,结果发现GRP78、p-JNK表达显著降低Caspase-12表达无明显变化,表明通络保肾复方及其拆方均能能抑制ERS及其诱导的JNK凋亡信号通路活化,延缓DN[113]。祛痰通络汤由当归、川芎、赤芍、白术、土茯苓、制大黄、瓦楞子、僵蚕、海藻、葫芦巴组成,具有活血通络。王丽华等[114-115]发现祛痰通络汤减轻DN大鼠的肾脏病理损伤,改善肾功能同时降低GRP78、Caspase-12、CHOP等蛋白的表达,表明祛痰通络汤对DN大鼠的肾脏保护作用可能与抑制ERS相关的细胞凋亡途径有关。通络益肾方由酒大黄、桃仁、水蛭、山茱萸、山药、生地黄、黄芪、淫羊藿、葛根、茯苓、泽泻、牛膝组成,具有温阳滋阴,活血通络的功效。李小会等[116-118]研究发现通络益肾方含药血清能够抑制MC凋亡及异常增殖,这可能与其延缓GRP78 mRNA增幅、降低CHOP、JNK、Caspase-12 mRNA的表达,从而影响ERS有关。左归降糖益肾方由熟地黄、黄芪、山茱萸、黄连、丹参、玉米须等组成,具有滋阴益气、活血解毒的功效,唐元等[119]研究发现左归降糖益肾方显著改善DN小鼠肾小球足细胞结构、数量及密度,上调GRP78 mRNA及蛋白表达、下调CHOP mRNA及蛋白表达,表明该方能抑制ERS减轻DN肾损伤。中医学中并无“糖尿病肾病”“DN”相关的病名记载,但根据其证候特点可大致归属中医消渴继发的“水肿”“虚劳”等范畴[120]。该病缘因消渴日久,燥热留蓄,阴伤气耗,致痰热、水湿、瘀浊等病邪留滞肾络。久之肾阳耗乏,邪毒更盛,三焦壅塞,气机升降紊乱,终致“关格”危候[121]。因此益气活血、滋阴清热是治疗DN的关键。目前有大量研究阐述了中医药抑制ERS调控DN的发生发展,中药单体的研究中酚类化合物和黄酮类化合物的研究较多的类型,中药复方和中成药的研究也较为广泛,但是中药单味药和组分中药仍存在空白。从目前研究中不难发现,中药单体、提取物、复方、中成药的研究中,大多药物的功效为清热解毒、活血化瘀、益气养阴,与上述DN的中医病机不谋而合,中药单体/提取物/单味药物调控ERS治疗DN、中成药/中药复方调控ERS治疗DN总结表格见增强出版附件文件。4 结语与展望通过本文的总结不难发现ERS与DN之间存在密切的关联性,在DN状态下如高血糖、蛋白尿、AGEs和FFA等常可能诱发足细胞、肾小管上皮细胞、肾小球细胞细胞、肾小球内皮细胞等肾固有细胞中过度的ERS发生,并诱发与之相关的凋亡、炎症、氧化应激等通路的激活最终导致这些细胞的损伤,促进DN的发生发展。ERS似乎是防治DN中有前景的靶点。美国食品和药物管理局(FDA)批准的化学伴侣,如4-PBA和TUDCA,是典型的ERS抑制剂,可增强ER折叠能力,恢复糖耐量,改善DM相关代谢障碍的胰岛素敏感性,但其缺乏组织和细胞特异性和安全性,长期服用对肝肾功能的影响较大,针对DN的治疗上仍需开发出细胞/组织特异性的ERS调节剂。中医具有整体调节,辨证论治,因人而异的特色治疗方法,在减轻临床症状,延缓病程进展方面具有独特优势,对于DN治疗前景可观。通过本文总结不难发现目前已有大量的研究从调控ERS的角度阐述了中医药防治DN的机制,这为中医药防治DN提供了一定的理论依据。但目前该领域的研究仍存在较多的问题值得提出:①目前大部分的研究深度不足,大多只是阐述了中医药与ERS发生的相关性,观察的指标往往是ERS相关的几个标志蛋白,未深入探讨中医药对ERS的上下游靶点的调控。②由于中药具有成分复杂、靶点复杂等特点,中药尤其是中药复方及中成药中究竟是那个成分,或者说哪一些成分作用于哪一个靶点或者哪一些靶点从而发挥了对DN中ERS的调控仍不得而知,这有碍于相关药物的研发,未来的研究人员可利用生物信息学、多组学联合分析、高通量质谱、药代动力学、药理毒理学、网络药理学和分子对接技术等技术结合体内外实验对中医药靶向ERS防治DN的物质基础做一定的揭示,深入明晰药效物质和作用机制,从而极大提高中药应用精准性和安全性,推动新药研发及市场转化。③基础科研最终目的是能够帮助临床疗效的提升,目前该领域的研究对象大多为临床前动物模型及细胞模型,鲜有相应的临床研究,未来应该注重进行相关的高质量临床研究的开展积累高质量的循证证据协助临床策略的制定。④通过本文总结可见调控ERS防治DN的研究主要集中在中药单体、中药提取物、中药复方和中成药中,但是鲜有中药单味药物及中药组分药物的研究,研究的层次性有待完善,此外中药复方和中成药中多是现代自拟方和经验方居多,未来或可增加经方和古方的及指南中推荐的处方的研究。⑤在DN状态下肾脏固有细均会发生ERS并引发相应的损伤,目前中医药的研究的常关注中医药对足细胞和肾小管上皮细胞ERS的调控,而对系膜细胞的ERS的研究偏少,另外值得注意的是目前尚未有研究阐述中医药对肾小球内皮细胞ERS的调节,这或许是一个较好的切入点。⑥ERS是一个复杂的过程,其对DN具有双重作用,尚未有研究明确报道ERS由保护作用转向杀伤作用的“临界点”,明确ERS由保护转向杀伤肾脏细胞的关键转折点或调控机制将更利于DN的预防和治疗,目前中医药的研究中几乎都是对DN中ERS发挥抑制作用,鲜有研究报道中医药通过激活ERS发挥DN的保护作用,中医药能否刺激适度的ERS的持续和发生?提高ERS零界点的阈值从而保护肾脏?这或许是一个非常有趣且值得深思的研究方向。⑦在实验设计上目前很多研究只是说明药物在缓解DN的同时,也能够干预ERS及其下游的凋亡蛋白,但是两者之间的逻辑性仍然有所欠缺,仍然缺乏对照组的设置,以后研究中可以加入需要进行ERS的激活或者抑制的对照。⑧ERS和自噬、线粒体的交互作用在DN的发展中很关键,但是鲜有相关研究对该方面进行探讨,未来可紧密关注该方面的研究。目前中医药通过调控ERS防治DN的研究仍方兴未艾,未来仍将面对较多的挑战,但相信随着研究的深入和完善,将为基于中医基础理论指导下DN的防治研究提供新的思路,且为阐明疾病的发生发展机制、新药物的开发和新治疗策略的选择提供了科学依据。
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