科學(xué)創(chuàng)新 |高尿酸血癥腎病新突破，黃芩苷可有效抑制尿酸鹽誘導(dǎo)的細胞焦亡

高尿酸血癥腎病（hyperuricemic nephropathy，HN）是高尿酸血癥的嚴重并發(fā)癥，其主要病理特征是身體中的尿酸水平異常升高，臨床表現(xiàn)有突發(fā)血尿、少尿或無尿、水腫、痛風(fēng)等。

在這種病情中，尿酸鹽結(jié)晶（MSU）沉積在腎臟引起腎臟細胞的炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致細胞死亡。這種新的程序性細胞死亡方式被稱為焦亡，是機體一種重要的天然免疫反應(yīng)，在抗擊感染中發(fā)揮重要作用。

黃芩苷（BA）是從中藥黃芩根部提取出的天然黃酮類化合物，具有廣泛的抗氧化和抗炎藥理活性。

本月，武漢輕工大學(xué)徐凌云教授課題組在《Chem Biol Drug Des.》發(fā)表題為“Baicalin inhibits monosodium urate crystal--induced pyroptosis in renal tubular epithelial cell line through Panx--1/P2X7 pathways: Molecular docking, molecular dynamics,and in vitro experiments”（第一作者：付琬婷）的研究成果，顯示了黃芩苷對尿酸鹽晶體誘導(dǎo)的腎小管上皮細胞焦亡有顯著的抑制作用，凸顯其在治療高尿酸血癥腎病中的潛在價值。

研究團隊用尿酸鹽結(jié)晶誘發(fā)腎小管上皮細胞的炎癥和焦亡，模擬高尿酸血癥腎病中由于尿酸過高導(dǎo)致的炎癥和細胞損傷，然后用黃芩苷處理這些細胞，同時通過雙染色、乳酸脫氫酶（LDH）測定和電子顯微鏡觀察細胞變化，發(fā)現(xiàn)黃芩苷能有效保護細胞膜免受尿酸鹽結(jié)晶誘導(dǎo)的損傷。

此外，研究人員評估焦亡相關(guān)基因Panx-1和P2X7在經(jīng)黃芩苷處理前后的mRNA和蛋白水平上的表達情況，并通過SOPTOP激光共聚焦掃描顯微鏡觀察了關(guān)鍵蛋白質(zhì)（GSDMD-N）在細胞膜上的分布和聚集情況。

共聚焦顯微鏡下的GSDMD蛋白聚集情況：白色箭頭表示GSDMD-N（綠色熒光）；藍色為細胞核

實驗結(jié)果顯示，在尿酸鹽結(jié)晶誘導(dǎo)下的細胞膜上有明顯的密集熒光點，表明GSDMD-N蛋白質(zhì)在細胞膜上聚集；而在黃芩苷20 μm和40μm的劑量下，熒光點數(shù)量逐步降低，表明蛋白質(zhì)聚集減少；而在高劑量（80 μm）的黃芩苷組中，幾乎看不到明顯的熒光點，與正常組相似，這表明黃芩苷對細胞膜上GSDMD-N蛋白質(zhì)的聚集有良好的抑制效果。

與普通倒置熒光顯微鏡相比，SOPTOP激光共聚焦掃描顯微鏡能夠?qū)⒃灰圃斐傻母蓴_降低，在保證熒光信號采集效率的同時，提高對非焦面信號的過濾，改善圖像的信噪比和軸向分辨率。

利用Z-Stack成像功能，可獲取不同深度的圖像，幫助研究人員定位蛋白在細胞內(nèi)的確切位置和聚集狀態(tài)。

論文信息：

Fu W, Liu Z, Wang Y, Li X, Yu X, Li Y, Yu Z, Qiu Y, Mei Z, Xu L. Baicalin inhibits monosodium urate crystal-induced pyroptosis in renal tubular epithelial cell line through Panx-1/P2X7 pathways: Molecular docking, molecular dynamics, and in vitro experiments. Chem Biol Drug Des. 2024 Apr;103(4):e14522.

doi: 10.1111/cbdd.14522. PMID: 38580458.