糖尿病性腎症における腎障害のためのBungeとPanax notoginseng (Burkill) F.H. Chenフォーミュラとオートファジー制御の証拠

Bunge and Panax notoginseng (Burkill) F.H. Chen Formula for Renal Injury in Diabetic Nephropathy- and Evidence for Autophagy Regulation.

• Dan Wen
• Rui-Zhi Tan
• Chang-Ying Zhao
• Jian-Chun Li
• Xia Zhong
• Hui Diao
• Xiao Lin
• Dayue Darrel Duan
• Jun-Ming Fan
• Xi-Sheng Xie
• Li Wang

抄録

背景:

糖尿病性腎症（DN）は糖尿病（DM）の重篤な合併症であり，治療法は限られている．糖尿病性腎症は、進行性の腎不全を引き起こし、急速に末期腎疾患へと加速します。 Bunge and Panax notoginseng (Burkill) F.H. Chen formula (APF)は、中国南西部のクリニックで慢性腎臓病(CKD)の治療に広く使用されている伝統的な中国医学(TCM)の処方です。本研究の目的は、APFとそれに関連するTCM理論がどのようにDNに作用するのか、そしてmTOR/PINK1/Parkinシグナリングがこのプロセスの一端を担っているかどうかを探ることである。

Background: Diabetic nephropathy (DN) is a serious complication of diabetes mellitus (DM) with limited treatment options. DN leads to progressive renal failure and accelerates rapidly into end-stage renal disease. Bunge and Panax notoginseng (Burkill) F.H. Chen formula (APF) is a traditional Chinese medicine (TCM) formula widely used to treat chronic kidney diseases (CKD) in the clinic in the southwest of China. The aim of this study is to explore how APF and its related TCM theory work on DN and whether mTOR/PINK1/Parkin signaling plays a part in this process.

方法:

予備的な化学分析とAPFの5つの成分の定量分析にはHPLCを用いた。C57BL/6マウスにストレプトゾシン（STZ）と高脂肪・高糖質食を併用してオートファジー欠損モデルを樹立し、腎中隔細胞（RMCs）に高グルコース（HG）を投与してオートファジー欠損モデルを誘導した。腎組織病理学的染色を行い、炎症や損傷の程度を調べた。オートファジー関連タンパク質の評価にはリアルタイムPCRとウエスタンブロット法を用いた。

Methods: HPLC was used for preliminary chemical analysis and quantitative analysis of the five components of APF. An autophagy deficiency model was established in C57BL/6 mice by streptozocin (STZ) combined with a high-fat and high-sugar diet, while the autophagy deficiency model was induced with high glucose (HG) in renal mesangial cells (RMCs). Renal histopathology staining was performed to investigate the extents of inflammation and injury. Real time-PCR and Western blotting techniques were utilized to assess autophagy-related proteins.

研究結果:

APFはDNマウスの腎障害を有意に改善し、特に血中尿素窒素、血清クレアチニン、24時間アルブミン尿を回復させました。また、APFはSTZ誘発DNマウスのTNFα、IL-1β、IL-6のmRNAおよびタンパク質発現を低下させた。さらに、APFはSTZまたはHGによって誘発されたオートファジー欠損を改善し、mTOR、PINK1、Parkin、Beclin 1、p62およびLC3Bの発現の変化によって明らかになった。また、3-メチルアデニンによるオートファジーの阻害は細胞障害を悪化させ、mTOR/PINK1/Parkinシグナル伝達を変化させたことから、APFがオートファジーの促進を介してHGの障害を救済していることが示唆された。

Results: APF significantly ameliorated renal injury in DN mice, specifically restoring blood urea nitrogen, serum creatinine, and 24-hour albuminuria. APF also reduced the mRNA and protein expressions of TNFα, IL-1β, and IL-6 in STZ-induced DN mice. Furthermore, APF improved the autophagy deficiency induced by STZ or HG , as revealed by changes in the expressions of mTOR, PINK1, Parkin, Beclin 1, p62, and LC3B. Notably, inhibition of autophagy with 3-methyladenine in APF-treated RMCs aggravated cellular damage and altered mTOR/PINK1/Parkin signaling, indicating that APF rescued HG damage through promoting autophagy.

結論:

APF は、オートファジーのアップレギュレーションにより mTOR を抑制し、PINK1/Parkin シグナルを活性化することで、DN の炎症傷害から腎臓を保護する可能性があります。この実験的証拠は、APFがDNの予防と治療のための可能性のある選択肢として強く支持されています。

Conclusion: APF may protect the kidneys from inflammation injuries in DN by upregulating autophagy suppressing mTOR and activating PINK1/Parkin signaling. This experimental evidence strongly supports APF as a potential option for the prevention and treatment of DN.

Copyright © 2020 Wen, Tan, Zhao, Li, Zhong, Diao, Lin, Duan, Fan, Xie and Wang.