科學創新 |高尿酸血癥腎病新突破，黃芩苷可有效抑制尿酸鹽誘導的細胞焦亡

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，臨床表現有突發血尿、少尿或無尿、水腫、痛風等。

在這種病情中，尿酸鹽結晶（MSU）沉積在腎臟引起腎臟細胞的炎癥反應，導致細胞死亡。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，在抗擊感染中發揮重要作用。

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，武漢輕工大學徐凌云教授課題組在《Chem Biol Drug Des.》發表題為“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晶誘發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，發現黃芩苷能有效保護細胞膜免受尿酸鹽結晶誘導的損傷。

此外，研究人員評估焦亡相關基因Panx-1和P2X7在經黃芩苷處理前后的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鍵蛋白質（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

實驗結果顯示，在尿酸鹽結晶誘導下的細胞膜上有明顯的密集熒光點，表明GSDMD-N蛋白質在細胞膜上聚集；而在黃芩苷20 μm和40μm的劑量下，熒光點數量逐步降低，表明蛋白質聚集減少；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將元件位移造成的干擾降低，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的確切位置和聚集狀態。

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.