糖尿病已经成为第三大慢性非传染性疾病。糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)是糖尿病最严重的微血管并发症之一。随着糖尿病发病率的提高，糖尿病肾病成为慢性终末期肾病的一个主要原因，有40%的DN患者会进展为终末期肾病。由于其流行率迅速增加、预后不良和治疗选择有限，DN已成为一个紧迫和重要的公共卫生问题。目前西药治疗DN的一线药物主要是肾素-血管紧张素系统(RAS)抑制剂或血管紧张素受体阻滞剂，以及最新批准的醛固酮受体拮抗剂finerenone,可延缓DN进展为终末期肾病，但治疗效果仍不理想。与此同时，中医基于整体观念和辨证论治优势，理论体系不断发展和优化，治疗DN疗效显著。中医药靶点多而不良反应少，国内外学者对中医药干预DN进行了大量临床疗效和作用机制的研究，其中有研究表明微小RNA(microRNA,miRNA)及其相关的信号通路在DN发展过程中起关键作用[1]。本研究拟通过miRNA在DN中的作用机制及研究进展，探讨中药在DN发展过程中的关键作用，或可为DN的治疗提供新思路。

1、miRNA概述

miRNA最初在真核生物中发现，是一种小的非编码RNA分子，具有RNA沉默和基因表达转录后调节功能。在细胞核中，RNA聚合酶Ⅱ与DNA序列附近的启动子结合，编码将成为前miRNA发夹环的内容，并形成具有5′端帽结构和3′端多腺苷尾部的初级miRNA。RNA聚合酶Ⅲ转录一些miRNA,而DiGeorge综合征临界区8通过指导Drosha酶催化PolⅢ结构域，导致前miRNA发夹释放，以及产生由70个核苷酸组成的前体miRNA,其末端为3′羟基和5′羟基。RAN-GTP和Exportin 5将前miRNA转运到细胞质，前miRNA发夹被RNaseⅢ酶Dicer从连接3′和5′臂的环上切断，就得到了长度为22个核苷酸的miRNA双链[2]。LEE等[3]在秀丽隐杆线虫中首次发现动物miRNA lin-4,自此关于miRNA调控基因表达的研究层出迭见。目前已经发现2000多个人类成熟的miRNA,已知所有人类蛋白质编码基因中至少60%受miRNA调控。因miRNA在机体多种生理与病理过程中起调节作用，广泛影响细胞增殖、分裂、分化、凋亡、代谢、组织发育、蛋白质分泌及病毒感染，且可作为生物标志物提示疾病发生发展，所以其潜在价值也使人们愈发关注。

2、miRNA与DN

DN是慢性肾病及肾衰竭的首要病因，与许多微血管疾病密切相关。在DN的发生和发展过程中，已经确定了几个因子单独或协同作用，以促进介导这些肾脏病理的基因表达。这些因素包括糖脂代谢紊乱、高血压病、血流动力学改变、细胞凋亡、炎性细胞浸润、血管活性物质异常释放、活性氧(ROS)的积累等[4],它们都可以通过表观遗传机制进行调节。

在此，我们重点关注新出现的机制miRNA。miRNA作为一种功能性miRNA,可通过作用不同的信号通路独立或交叉地影响DN的发生发展机制，进而引起或减轻肾小球肥大、系膜基质扩张、足细胞数量减少、肾小球硬化、肾小管萎缩和肾小管间质纤维化等病理表现[5]。如miR-21能使细胞周期阻滞在G1期，导致系膜细胞肥大[6];miR-217能促进炎症及肾脏纤维化进程[7];miR-184能促进胶原沉积和肾小管间质纤维化[8],它们都促进了DN的肾脏损害。还有部分miRNA则会起到保护肾脏的作用，如miR-30能抑制高糖诱导下的足细胞凋亡[9];miR-29a能改善高糖环境下的足细胞损伤及肾功能异常[10];miR-146a能抑制炎性反应[11],改善肾小球损伤[12]。以上证据表明，靶向功能性miRNA可能是进一步探索DN的新方法。

3、中药有效成分通过调节miRNA治疗DN的疗效机制

虽然DN的复杂性使得单一治疗目标的药物疗效较低，但中医学以其针对患者整个系统的整体观点，对DN的管理表现出了有效性。DN在中医学中，可以根据其临床特点归纳到“腰痛”“水肿”“眩晕”“关格”等疾病范畴。中医学对糖尿病肾病的认识较早，如《诸病源候论》记载：“消渴……其病变，或发为痈疽；或成水疾”,说明古人对消渴病的病机已有较准确的认识。现代医学研究显示，中药通过多方面、多靶点的作用机理，对DN的整体调控有其独特的优越性[13]。随着miRNA对DN的影响的研究日益增多，国内外学者也越发意识到中药延缓肾功能损害的作用跟miRNA密切相关。

3.1 抗肾纤维化

肾纤维化是DN等慢性肾脏疾病进展至终末期肾功能衰竭的常见结果，其特征为肾小球蛋白水解活性降低导致的细胞外基质(ECM)合成和降解之间的不平衡。随着ECM的过度沉积，小管和小管周毛细血管持续丢失，最终导致完整肾单位的减少和肾功能的丧失[14]。目前，已有大量报道确证从中药中提取的许多活性成分可以抗肾脏纤维化并延缓DN的进展。

TGF-β是ECM过表达的常见诱导物，TGF-β信号通路被激活后，TGF-β1与TGF-βⅡ型受体(TGFβRII)结合，促进TGF-βI型受体(TGFβRI)被招募并磷酸化，磷酸化的TGFβRI使下游的Smad2和Smad3磷酸化，然后招募Smad4并易位到细胞核，并启动促纤维化基因的转录[15]。和厚朴酚是从中药厚朴中提取的一种双酚天然产物，现代药理学表明，和厚朴酚具有明显的抗炎、降低血糖、抗氧化、降低胆固醇、缓解氧化应激环境下的肾脏细胞凋亡等多种作用[16,17]。有研究发现高糖诱导的肾小球系膜细胞(GMC)中miR-155表达下调，Smad3表达上调，以和厚朴酚治疗可促进miR-155的表达，靶向抑制Smad3表达，进而抑制GMC凋亡、减轻高糖诱导的GMC损伤[18]。小檗碱又名黄连素，可从中药黄连等植物中提取，具有抗炎、抗肾纤维化、降血糖、调节脂代谢等作用[19]。郭小雷[20]发现，小檗碱可减轻高糖处理对小鼠肾足细胞(MPC-5)的不良影响，上调miR-29b表达，负调控TGF-β1及其下游信号通路的活性，使上皮向间充质细胞转分化相关蛋白α-SMA、desmin表达下降，podocin表达上升，从而降低MPC-5发生上皮-间质转化的程度，改善肾纤维化。此外，黄芪中的主要活性成分黄芪甲苷也能通过调节TGF-β/Smad信号通路改善肾功能和肾形态。WANG等[21]用黄芪甲苷治疗糖尿病KK-Ay小鼠，发现黄芪甲苷能通过抑制miR-21的过度表达，抑制TGF-β1/Smads通路和Wnt/β-catenin通路，从而逆转由DN引起的过度系膜增殖和肾纤维化。实验证明，黄芪甲苷对TGF-β1/Smads通路的作用还与调控miR-192的表达有关[22],其以剂量依赖的方式下调miR-192的表达，同时抑制TGF-β1和Smad3的表达，进一步证实了黄芪甲苷对DN肾纤维化的有效治疗作用。

基质金属蛋白酶(MMPs)作为关键的ECM降解酶，可以降解几乎所有的ECM成分，因此被认为是解决ECM过度沉积的潜在治疗靶点。金丝桃苷是从菟丝子等中药中提取的一种黄酮醇苷，其能够通过下调miR-21,靶向促进MMP-9蛋白的表达，抑制纤维连接蛋白和Ⅳ型胶原的表达，改善小鼠肾小球系膜基质的扩张和纤维化，减轻DN中的肾小球硬化[23]。

3.2 拮抗氧化应激

氧化应激作为DN的发生发展的关键因素之一，参与到DN中肾炎、肾小球硬化、肾小管纤维化及终末期肾衰竭等多个阶段[24]。在生理状态下，ROS与内源性和外源性抗氧化剂相互作用，以抵消对细胞的氧化损伤[25]。但在高血糖状态下，细胞内线粒体功能障碍而形成的ROS积累过多或清除减少，通过氧化应激损伤多种肾脏细胞，导致肾小管滤过率异常及蛋白尿的产生[24]。所以，抑制肾脏氧化应激反应，恢复氧化应激和抗氧化防御系统之间的平衡，可能是改善糖尿病肾损伤，延缓DN进程的新靶点。

许多研究报道了中医药具有抗氧化、降低ROS水平的作用。现代研究表明，桑白皮除泻肺平喘、利尿消肿的传统功效外，还具有抗氧化、抗炎、降血糖等多种药理作用，故临床上广泛用于糖尿病的治疗[26]。桑白皮化学成分主要是黄酮类。王爱媛等[27]将桑白皮黄酮提取物作用于高糖诱导的小鼠足细胞后，细胞中ROS和脂质过氧化产物MDA水平显著降低，而抗氧化酶SOD活力显著增高，同时足细胞中miR-223-3p表达上调，证明桑白皮黄酮提取物对足细胞的氧化损伤有保护作用。

氧化应激发生的相关通路复杂且靶点较多，其中核因子E2相关因子2(Nrf2)是一种调节细胞内氧化还原平衡的关键转录因子，激活Nrf2可对肾脏细胞的氧化和凋亡损伤起到保护作用[28]。沉默信息调节因子1(Sirt1)是Nrf2的上游调控因子，其通过增加Nrf2的核表达，共同发挥肾保护作用。现代研究显示，中药黄芩的主要成分黄芩苷可以通过抑制miR-141的表达，靶向激活Sirt1/Nrf2信号通路，促进Sirt1和Nrf2的表达，使肾组织中抗氧化酶SOD的水平增加，缓解高糖诱导的小鼠肾小球系膜细胞凋亡，减轻糖尿病引起的肾脏氧化损伤[29,30]。

3.3 抑制炎症

和感染引起的炎症不同，DN被称为“微炎症”反应，其特征是肾脏固有细胞(如肾小球内皮细胞、肾小球系膜细胞、足细胞、肾小管上皮细胞等)和其他细胞(如中性粒细胞、巨噬细胞等)参与并分泌相关的促炎症细胞因子、趋化因子、黏附分子，以及激活一些炎症相关的信号通路[31]。如核因子-κB(NF-κB)是一类广泛存在于多种组织细胞中的DNA结合型转录因子，是调控炎性基因表达的主开关。在高糖微环境中，NF-κB信号通路被激活，并刺激促炎性细胞因子、趋化因子和黏附分子的转录。姜黄素是姜黄的主要成分之一，具有抑制促炎因子、清除氧自由基和控制血糖等功能[32]。陈静等[33]在体外高糖培养SD大鼠系膜细胞(HBZY-1),发现姜黄素浓度越高，miR-146a相对表达量越高，而随着人为上调miR-146a基因表达，其靶基因Traf6 mRNA表达被抑制，同时下游的NF-κB p65蛋白活性被抑制，促炎因子TNF-α和IL-1β表达降低。由此得出姜黄素可以通过上调miR-146a表达，靶向抑制NF-κB介导的促炎因子表达，缓解DN大鼠肾脏损伤，改善肾脏功能。

随着近几年来DN微炎症机制的明确，许多学者针对其他炎症信号通路和炎性因子靶向作用的中药有效成分进行了研究。如从天然植物杜仲中提取的桃叶珊瑚苷能够显著上调高糖诱导的人肾小管上皮细胞(HK-2)中miR-30a-5p的表达，降低炎性因子TNF-α、IL-1β和促凋亡蛋白Bax表达，提高抗凋亡蛋白Bcl-2表达，从而有效抑制HK-2细胞凋亡和炎性反应[34]。盐酸小檗碱能够通过调控LINC01619/miR-27a/FOXO1通路，调节内质网应激，降低肾脏组织中炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α、MCP-1水平，发挥肾保护作用[35]。金丝桃苷可以通过上调miR-499-5p,靶向抑制APC水平来激活Wnt/β-catenin通路，并抑制高糖处理的足细胞的ECM积累、炎性反应和凋亡[36]。

3.4 增加保护性自噬活性

自噬是一种主要的细胞内降解途径，细胞在多种致病因素导致的线粒体损伤、内质网应激、氧化应激以及炎性反应等多种应激刺激下，通过将细胞质物质传递到溶酶体进行消化和再循环来维持细胞内的完整性。越来越多的证据表明，DN患者肾细胞中的自噬显著失调，其激活是一种保护性反应，这表明激活自噬可能是DN的一种治疗干预。

研究表明，中药中的单体成分主要作用于肾脏足细胞自噬溶酶体途径对肾脏产生保护作用。如大黄素是中药大黄对肾脏保护作用的主要有效成分，以大黄素灌胃后，糖尿病小鼠肾脏足细胞中miR-21表达水平明显降低，p62、Atg7和LC3三种自噬溶酶体标志蛋白表达明显升高，自噬程度显著增强[37]。同时由于大黄还是一种有效的抗氧化剂，能减轻肾脂质过氧化损伤[38],所以小鼠肾脏氧化性损伤也得到改善。此外，调控自噬还是葛根素保护DN足细胞的主要机制。葛根素通过剂量依赖性下调miR-370的表达，使肾脏足细胞中p62表达水平降低，LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ表达水平升高，提高细胞自噬，抑制细胞凋亡，减轻足细胞的损伤[39]。

3.5 调节糖代谢，减轻胰岛素抵抗

肾脏通过糖异生、葡萄糖利用和肾小球滤液中的葡萄糖重吸收，在调节血糖稳态中发挥关键作用[40]。正常情况下，肾脏糖原水平非常低，但DN患者在空腹和餐后状态下肾脏葡萄糖摄取和释放增加，并伴有明显的糖原积累。

胰岛素抵抗是DN糖代谢紊乱的关键因素[41],而中药及其有效成分能通过调节糖代谢相关的信号通路，提高组织对胰岛素的敏感度或增加胰岛体积和数目，改善胰岛素抵抗，调节糖代谢，尤其是含有苷、多糖、生物碱和黄酮类活性成分的中药[42]。如白术的重要有效成分白术多糖可通过下调高糖诱导的肾小球足细胞中的miR-320c表达，负调控脂联素受体1(ADIPOR1)表达[43]。脂联素是一种胰岛素增敏激素，其作用机制为增强胰岛素在外周组织的敏感性，改善胰岛素抵抗，由此可见白术多糖能减轻胰岛素抵抗的足细胞损伤。另外，JIA等[44]通过研究证实，淫羊藿的干燥茎叶提取物淫羊藿苷能通过下调miR-192-5p靶向促进胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)表达。GLP-1是DN的重要药理靶点，与其受体结合能够葡萄糖依赖地促进胰岛素分泌，减少内源性葡萄糖的生成，刺激β细胞增殖及新生、抑制β细胞凋亡，进而发挥肾脏保护作用[45]。淫羊藿苷在抑制miR-192-5p/GLP-1R途径的同时，还明显增强自噬，肾小管间质纤维化也明显减轻，提示淫羊藿苷将成为DN的一种新型治疗选择。

4、总结

中医认为糖尿病肾病是一种本虚标实的复杂疾病，虚在由早期的阴虚燥热逐渐演变为气阴两虚，实在瘀、湿、痰等。消渴日久，由脾及肾，可出现脾肾两虚之证。故治以益气养阴为主，佐以清热，燥湿消痰，活血化瘀，滋补脾肾。就该综述提及的中药进行简单分析：黄芪、白术是以益气养阴；黄芩、桑白皮、黄连、葛根是以清热养阴；厚朴是以燥湿消痰；大黄、姜黄是以活血化瘀；菟丝子、淫羊藿是以补益脾肾，与上述治则相应。

此外，该篇还就中药有效成分通过miRNA治疗DN的机制进行简述，发现miR-21、miR-27、miR-29、miR-30、miR-141、miR-146、miR-155、miR-192、miR-223、miR-320、miR-370、miR-499等多个异常表达miRNA参与DN发病，然而具体调控机制多数尚未完全阐明。接下来的研究可以继续探索中医药与miRNA的作用机制，也可以着手于miRNA靶点之间相互关系或其他临床DN常用中药及有效成分是否也能通过miRNA靶向治疗，通过中药和miRNA的有效结合，为DN的治疗提供更多种有效途径。

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基金资助:辽宁省自然科学基金项目(2019-ZD-0956);

文章来源:吕嘉欣,刘阳,王楚翘,等.中药有效成分通过调控miRNA的表达治疗糖尿病肾病机制的研究进展[J].实用中医内科杂志,2024,38(04):64-67.