糖尿病肾病是2型糖尿病的主要并发症之一，是造成终末期肾病和肾功能衰竭患者死亡的主要原因。由于其发病机制复杂，临床研究仍未完全明了，整体疗效欠佳[1]。高血糖可诱发机体氧化和抗氧化失衡，造成肾组织的氧化损伤，诱发炎症反应逐渐促进肾小球纤维化进程，导致肾功能下降[2]。虎杖苷是从虎杖中提取的活性成分，具有抗氧化、抗纤维化、抗炎、抗肿瘤、减轻肾损伤等多种药理活性，可用于疼痛、咳嗽、高血压、肺纤维化、动脉粥样硬化、肾损伤、神经退行性疾病、肿瘤等多种疾病的治疗[3]。虎杖苷可通过减轻肾组织炎性损伤、降低氧化应激反应、延缓肾组织纤维化、阻止肾组织细胞凋亡、降低血糖发挥防治糖尿病肾病的作用。本文总结了虎杖苷用于糖尿病肾病的研究进展，分析了其作用机制，为虎杖苷治疗糖尿病肾病的临床研究提供依据。

1、减轻肾组织炎性损伤

1.1调节腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK)α1/Toll受体（TLR)4信号通路

AMPKα1/TLR4信号通路参与高糖诱导的糖尿病肾病炎性损伤，上调AMPK的表达，可靶向抑制TLR4的活性，抑制多种炎症因子的分泌[4]。张正菊等[5]使用虎杖苷治疗高脂饲料诱导的糖尿病肾病小鼠，13.33、6.67、3.33 mg/kg虎杖苷可显著下调肾组织中白细胞介素-18(IL-18）、TLR4、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1）基因转录水平，上调AMPKα1基因转录水平，继而降低血清MCP-1、IL-18蛋白的表达，结果提示虎杖苷可通过调节AMPKα1/TLR4信号通路减轻糖尿病肾病肾组织炎性损伤。

1.2调控TLR4/核因子-κB(NF-κB）信号通路

TLR4与My D88结合促使NF-κB活化，刺激多种炎症因子分泌，参与糖尿病肾病病理进程[6]。徐小惠等[7]使用75、150 mg/kg虎杖苷治疗链脲佐菌素、高脂饲料诱导的糖尿病肾病大鼠，可显著降低大鼠血清中尿酸（UA）、尿素氮（BUN）、血肌酐（Scr）和IL-1β、IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α）、纤维连接蛋白（FN）、转化生长因子-β1(TGF-β1）水平，提示虎杖苷可通过调控TLR4/NF-κB信号通路以减轻肾组织的炎性损伤。Niu等[8]使用虎杖苷治疗链脲佐菌素诱导的糖尿病肾病大鼠，20、40、80 mg/kg虎杖苷可呈剂量相关性降低UA、Scr、BUN、结缔组织生长因子（CTGF）、胶原蛋白-I(ColI）、FN水平，降低肾脏指数，降低大鼠血清中MCP-1、IL-1β、IL-6水平，结果证实虎杖苷可通过抑制TLR4/NF-κB信号通路减轻糖尿病肾病炎症反应。

1.3阻止NF-κB的激活

NF-κB是典型炎症通路，可以通过激活环氧化酶-2(COX-2）引发局部炎症反应，调节多种促炎因子释放，加重高糖引起的肾组织炎性损伤[9]。1项负载虎杖苷的壳聚糖纳米颗粒治疗糖尿病肾病大鼠研究中，50 mg/kg虎杖苷可通过阻止NF-κB的激活以显著降低TNF-α、IL-6、IL-18、COX-2等促炎因子水平，提高IL-10抗炎因子分泌，显著降低大鼠UA、Scr、BUN水平，发挥抗肾组织炎性损伤的作用[10]。Xie等[11]使用虎杖苷治疗糖尿病肾病大鼠150 mg/kg虎杖苷可降低肾脏指数、Scr、BUN水平减轻肾小球细胞外基质沉积和FN表达，降低肾脏中TGF-β、细胞间黏附分子（ICAM-1）、FN蛋白表达，降低血清中TNF-α、IL-1水平，结果证实虎杖苷可通过抑制NF-κB信号通路激活以降低糖尿病肾病的炎症反应，延缓肾小球的病理改变。

2、降低氧化应激反应

2.1抑制缺氧诱导因子1α/NADPH氧化酶4(HIF-1α/NOX4）信号通路

HIF-1α/NOX4信号通路活化可促使间质细胞衍生因子-1α/趋化因子受体4(SDF-1α/CXCR4）激活，诱导活性氧（ROS）生成，造成肾小球足细胞损伤，加剧氧化应激反应[12]。Ding等[13]使用虎杖苷干预高果糖诱导的肾脏足细胞大鼠，7.5、15、30mg/kg虎杖苷可显著抑制足细胞中HIF-1α表达和ROS释放，显著降低血清中BUN、Scr、Cr、UP水平，证实虎杖苷可通过抑制HIF-1α/NOX4信号通路以降低肾小球足细胞的氧化应激损伤。丁红[14]使用7.5、15、30 mg/kg虎杖苷治疗高糖诱导的大鼠，降低SUA、Scr、BUN、微量白蛋白（Alb）水平，显著减轻肾功能损伤，降低肾脏足细胞脱落、裂孔隙降低、足突宽度增加等超微结构改变，促进肾小球中Nephrin、Podocin蛋白表达，降低ROS、ADP/NADPH比率生成，提高SOD、过氧化氢酶（CAT水平，提示虎杖苷可通过抑制HIF-1α/NOX4信号通路增强抗氧化活性，降低足细胞的氧化应激损伤。

2.2激活沉默信息调节因子1(SIRT1）信号通路

SIRT1具有强效的抗氧化活性，能通过促使核因子E2相关因子2(Nrf2）活性以促进血红素加氧酶-1(HO-1）的释放，增加抗氧化反应元件（ARE结合活性，促进下游抗氧化基因的表达[15]。Huang等[16]使用5、10、20μmol/L虎杖苷干预肾小球系膜细胞，以剂量相关性促进Nrf2表达和HO-1、SOD1蛋白生成，抑制ROS过度分泌，提示虎杖苷可通过激活SIRT1信号通路发挥抗氧化应激活性。

2.3激活Nrf2/ARE信号通路

Nrf2/ARE是抗氧化应激调节剂，酪蛋白激酶结合蛋白1(CKIP-1）通过与Nrf2相互作用，可促进Nrf2易位，与ARE相结合，介导靶基因的转录，增强肾组织的抗氧化活性[17]。Gong等[18]使用虎杖苷体外干预肾组织系膜细胞和体外治疗糖尿病肾病小鼠，20、40μmol/L虎杖苷可促进系膜细胞中Nrf2、ARE、SOD1的表达，逆转Nrf2/ARE活性的降低，降低细胞中ICAM-1、FN的表达，提高SOD H2O2的水平，100、200 mg/kg虎杖苷可促进小鼠肾组织中CKIP-1、Nrf2的表达，降低肾脏指数，降低小鼠血清BUN、Scr、Cr、GSP、UP的水平，提高肾组织、血清中SOD1、HO-1的水平，证实虎杖苷通过激活CKIP-1以激活Nrf2/ARE信号通路，发挥抗氧化活性。Gu等[19]使用虎杖苷干预高果糖诱导大鼠，20 mmol/L虎杖苷可显著降低大鼠的24 h UP减轻肾小球足细胞的精细超微结构，降低足突消失，提示虎杖苷可通过激活Nrf2信号通路增强大鼠的抗氧化能力，保持足细胞的自噬稳态。

2.4降低ROS生成

高血糖导致氧化还原失衡和过多的ROS生成导致线粒体功能障碍和大分子氧化，Nrf2的激活可调节抗氧化蛋白的表达，抑制NF-κB激活，并诱导HO-1细胞保护蛋白，从而保护细胞免受炎症和损伤引起的氧化损伤[20]。Abdul-Hamid等[21]使用虎杖苷纳米粒子治疗链脲佐菌素诱导的糖尿病肾病大鼠，50 mg/kg虎杖苷可降低大鼠体质量和肾脏指数，进一步降低血糖、糖化血红蛋白（Hb A1c）、UP、BUN、Scr的水平，上调血清中谷胱甘肽（GSH）、CAT、过氧化物酶（POX）、SOD的活性，降低丙二醛（MDA）的水平，减轻肾小球、肾小管的病理损伤和肾组织纤维化，可见虎杖苷可通过Nrf2/HO-1/NF-κB信号通路降低ROS的生成，减轻肾组织的氧化性损伤。Abd El-Hameed等[10]使用负载虎杖苷的壳聚糖纳米颗粒治疗链脲佐菌素诱导的糖尿病肾病大鼠，通过壳聚糖纳米颗粒的药物输送系统可以防止降解，增加负载药物的水溶性，将药物靶向特定位点，并实现持续释放模式，50 mg/kg虎杖苷可显著降低空腹血糖（FBG）、Hb A1c、晚期糖基化终末产物（AGE）的水平，降低血清UA、Scr和BUN的水平，增强血清白蛋白的水平，提高肾组织中SOD、CAT、GSH的活性，降低MDA的水平，因此虎杖苷可通过降低ROS的生成以减轻高糖引起的氧化应激反应，减轻肾组织氧化损伤。

3、延缓肾组织纤维化

3.1调控Connexin32(Cx32)-NADPH氧化酶4(Nox4）信号通路

Nox4衍生的ROS可促进糖尿病肾脏的炎症和纤维化过程，促进Cx32的表达，可下调Nox4的表达，以降低肾组织氧化应激反应，缓解糖尿病肾纤维环进程[22]。Chen等[23]使用10、20、40μmol/L虎杖苷干预高糖诱导的肾小球系膜细胞中ICAM-1、FN的表达和超氧化物、ROS的过量产生，调控Cx32-Nox4通路的表达，体外实验发现，100 mg/kg虎杖苷治疗糖尿病肾病小鼠可上调肾组织中Cx32的表达，下调Nox4的表达，降低小鼠血清肾脏中MDA、PAI-1、CTGF、Col-IV、TGF-β的水平，提高SOD的水平，显著减轻小鼠肾纤维化进程。

3.2阻断Yes相关蛋白（YAP）信号通路

YAP通路被上游的机械信号（如基质硬度增加）激活，促进其核转位和诱导靶基因转录，促进细胞外基质沉积，诱导肾组织纤维化[24]。He等[25]使用100 mg/kg虎杖苷治疗糖尿病肾病大鼠8周后，可显著降低肾皮质僵硬程度和质量，显著降低BUN、UP、Scr的水平，抑制肾成纤维细胞中YAP的表达，继而阻止肾成纤维细胞的活化，结果证实虎杖苷可通过阻断YAP通路以阻止糖尿病肾病肾纤维化的进程。

3.3抑制干扰素基因刺激因子（STING）/NF-κB信号通路

STING是一种位于内质网中的进化共有跨膜蛋白，当受到各种刺激激活时，STING可以从内质网易位至高尔基体，并与TANK结合激酶1(TBK1形成复合物，诱导干扰素调节因子3(IRF3）和NF-κB炎症通路的激活，加重细胞外基质沉积，加快肾脏纤维化进程[26]。Liang等[27]使用虎杖苷干预高糖诱导的肾小球系膜细胞，10、20、40μmol/L虎杖苷可先降低ICAM-1、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、FN的水平，抑制STING蛋白的表达，结果显示虎杖苷通过抑制STING/NF-κB信号通路以通过减轻炎症反应刺激的肾组织纤维化进程。

3.4增强SIRT1信号通路

SIRT1激活能显著抑制TGF-β1、FN表达，进而减轻高糖引起的肾组织纤维化进程[28]。1项虎杖苷治疗高血糖干预大鼠研究中，50 mg/kg虎杖苷可通过增强SIRT1信号通路以促进Nrf2/ARE表达，降低TGF-β1、FN水平，降低大鼠尿素氮、血清肌酐、24 h蛋白尿水平，阻止系膜细胞中细胞外基质沉积和肾小球肥大，延缓肾组织纤维化进程[16]。

3.5改善足细胞足突倒伏、融合功能

肾组织足细胞减少和足突的融合消失、增宽倒伏参与肾小球硬化进程，高糖可诱导肾组织足细胞足突消失和融合，加重肾组织损伤[29]。王达利等[30]使用虎杖苷治疗高脂饲料诱导的糖尿病肾病小鼠，13.33、6.67、3.33 mg/kg虎杖苷可显著降低小鼠肾脏病变的总积分，降低肾小球基质相对面积，电镜下显著减轻肾组织基底膜、足突倒伏、融合、炎症浸润等病理改变。结果提示，虎杖苷可通过改善足细胞足突倒伏、融合功能以延缓肾组织纤维化、减轻糖尿病肾病的肾组织损伤。

4、阻止肾组织细胞凋亡

4.1调控circ＿0084043/mi R-31轴

circ＿0084043可直接靶向mi R-31，促进高糖引起氧化应激反应，诱发肾组织细胞凋亡，造成肾组织损伤[31]。程延娜等[32]使用虎杖苷干预高糖诱导的肾小管上皮细胞HK-2,12.5、25.0、50.0 mmol/L虎杖苷可促进细胞中mi R-31表达，降低circ＿0084043的表达，其作用具有剂量相关性，可降低乳酸脱氢酶的释放和MDA的水平，阻止HK-2细胞凋亡。结果提示，虎杖苷通过调控circ＿0084043/miR-31轴降低高糖抑制HK-2的细胞凋亡。

4.2抑制线粒体裂变关键蛋白1(Drp1）激活

线粒体裂变与足细胞损伤密切相关，线粒体裂变可诱导ROS过量生产，继而促进Drp1激活，诱导线粒体细胞色素c释放，增强半胱天冬酶（Caspase)-3的活性，促进足细胞凋亡[33]。Ni等[34]使用100 mg/kg虎杖苷显著降低高糖引起的小鼠足细胞凋亡，显著降低UP、UAE、Scr、BUN的水平通过阻断细胞色素c的释放，降低Caspase-3活性降低足细胞中ROS生成，恢复nephrin、podocin水平。因此虎杖苷可通过抑制Drp1激活以阻止线粒体裂变，降低足细胞的凋亡。

5、降低血糖

葡萄糖转运蛋白（GLUT）参与机体对葡萄糖的重吸收，通过靶向阻止GLUT的活性，显著减轻肾小球对葡萄糖的再摄取，继而降低高血糖对肾组织的刺激[35]。Wang等[36]使用虎杖苷治疗链脲佐菌素诱导的糖尿病肾病大鼠，120 mg/kg虎杖苷可抑制葡萄糖共转运载体（SGLT)1、SGLT2的活性，时间相关性降低血糖、饮水量、采食量，降低C反应蛋白、MCP-1、TNF-α、IL-1β、BUN、Scr、UP水平，减轻肾小球、肾小管的病理学改变，表明虎杖苷可通过抑制GLUT的活性显著减轻糖尿病肾病的高血糖，延缓糖尿病肾病的病情发展。

6、结语

糖尿病患者长期高血糖可造成局部微血管损伤，累及肾组织，造成糖尿病肾病，增加终末期肾病的风险，寻找新的治疗策略以延缓糖尿病肾病的病情发展对改善患者预后具有积极意义[37]。虎杖苷通过减轻肾组织炎性损伤、降低氧化应激反应、延缓肾组织纤维化、阻止肾组织细胞凋亡、降低血糖多途径发挥防治糖尿病肾病的作用，以减轻肾组织损伤，保护肾功能。虎杖苷在机体经肠道吸收需转化为白藜芦醇，可造成药物疗效降低，如何提高虎杖苷的生物利用度成为亟待解决的问题。目前虎杖苷用于糖尿病肾病的研究以动物和细胞实验为主，在人体的作用机制还需进一步确认。另外虎杖苷用于糖尿病肾病的的研究尚缺乏相关毒理学研究。因此对虎杖苷的开发利用还需深入探讨。

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基金资助:北京慢性病防治与健康教育科研项目(BJMB0012022028001);

文章来源:张瑶,张宜梅.虎杖苷防治糖尿病肾病的研究进展[J].现代药物与临床,2024,39(12):3259-3263.