表没食子儿茶素没食子酸酯对糖尿病肾病治疗的研究进展

2018-01-10 09:15:50黄洁波王浩彭文
临床肾脏病杂志 2017年12期
关键词:儿茶素氧化应激肾脏

黄洁波 王浩 彭文

·综述·

表没食子儿茶素没食子酸酯对糖尿病肾病治疗的研究进展

黄洁波 王浩 彭文

糖尿病肾脏病(diabetic kidney disease,DKD)是糖尿病微血管并发症之一,是成人终末期肾病主要的致病因素。全世界有1/3以上的透析是因DKD引起。目前临床上对DKD的治疗多集中于早期干预,但治疗效果不尽如人意,因此需要不断发掘新的治疗手段以延缓DKD的进展。绿茶是大众生活中常见饮品,其对健康的影响正得到全世界的日益关注。表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate,EGCG)是绿茶中分离到的儿茶素类单体,也是茶多酚生物学活性的主要成份之一。EGCG有着多种生理和药理作用,具有非常强的抗氧化、抗突变、抗病毒、抑制炎症反应和增强机体免疫功能等多种生物学活性。本文综述了国内外多项研究来探讨一下EGCG对DKD治疗的研究进展。

一、EGCG的分子结构

EGCG分子式为C22H18O11,相对分子质量458.4,分子结构如图1所示,其中3,4,5-三羟基结构的B环是EGCG抗氧化作用的主要部位,其三羟基D环具有协同作用。EGCG同时具有三羟基B环及D环,因此在儿茶素所有分类中抗氧化能力最强,它的生物学作用越来越得到人们的期待[1]。

图1 EGCG分子结构

二、EGCG对DKD的实验研究

1.AGE-RAGE氧化应激通路 糖尿病患者在高糖刺激下产生大量异质性荧光棕色物质即为晚期糖基化终产物(advanced glycation end products,AGEs)。许多研究表明AGEs是糖尿病的主要致病因素。AGEs通过与其主要受体RAGE结合,激活了细胞内信号转导通路,产生大量细胞因子包括转化生长因子α(transforming growth factor-α,TGF-α)、白细胞介素1(interleukin-1,IL-1)等,激活核转录因子(nuclear transcription factor kappa b, NF-κB)转录靶基因如血管细胞黏附分子,导致糖尿病血管病变,并对肾小球、肾小管及肾间质造成不可逆转的损伤[2]。RAGE是免疫球蛋白超级家族细胞跨膜受体,在循环和组织特异性细胞表面表达,包括单核细胞、巨噬细胞、近端小管上皮细胞、足细胞和系膜细胞[3]。RAGE作为多配体受体,它的配体家族包括AGEs、晚期氧化蛋白产物、S100/钙粒蛋白、高迁移率族蛋白B1、β-淀粉样肽和β结构纤维。糖尿病患者的高血糖会持续刺激这些配体生成,激活RAGE信号通路,产生氧化应激反应,导致了氧化还原敏感的转录因子NF-κB活化[4],从而产生炎症反应[5]。近年来有体内实验发现在DKD中,EGCG可以抑制异常糖代谢引起的氧化应激反应,减轻糖毒性及肾脏损伤[6],同时明显减轻AGEs诱导RAGE的上调和NF-κB的转位[7]。在肾脏次全切除联合STZ诱导的糖尿病肾病小鼠模型中,EGCG治疗同样减少了RAGE和NF-κB的表达,改善了糖尿病肾脏的病理改变[8]。因此,EGCG的肾脏保护作用在于抑制了AGE-RAGE-NF-κB途径和氧化应激反应[7]。高糖刺激肾脏细胞产生血管紧张素受体II(angiotensin receptor,AT-II)、各种炎症因子及超氧化物,损伤正常肾脏细胞,促进炎症反应及纤维生成[9]。AT-II可通过NADH/NADPH氧化通路产生反应性氧簇(reactive oxygen species,ROS)增加氧化损伤,促进细胞凋亡和坏死[10]。因此,氧化应激反应是DKD的主要损伤因素,而AGE-RAGE氧化应激反应是其关键的致病通路[11]。只有少量文章研究了EGCG对RAGE表达和氧化应激活化的作用。EGCG可以去除ROS,增加抗炎酶生成例如过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶[12]。EGCG减少了在人肾脏和人成神经细胞瘤细胞中AGEs诱导的RAGE表达[13-14],减轻了免疫介导肾小球肾炎大鼠模型的氧化应激反应,并降低了血肌酐水平[15]。有台湾学者发现EGCG及PPARδ的治疗,可以抑制人肾脏胚胎细胞和系膜细胞中AGEs参与的炎症反应和细胞凋亡。研究中使用的10 μm EGCG抑制浓度是临床上可接受的浓度[13]。在我们既往实验中发现EGCG与协同血管紧张素受体阻滞剂药物较单用EGCG或血管紧张素受体阻滞剂能更好的延缓肾小球硬化,减少NADPH氧化酶Nox4蛋白和Nox4 mRNA表达,为DKD的治疗提供新方法[16]。

2.MAPK通路 近年来有国内研究者发现EGCG可以通过MAPK信号通路参与肾脏的保护作用。MAPK家族成员包括Erkl/2、P38等,在细胞生长、增殖、分化和凋亡等方面发挥重要作用,其中Erkl/2是细胞增殖和分化的关键,P38与细胞凋亡、增殖、炎症有密切关系。高糖和血管紧张素Ⅱ都可引起Erkl/2-P38MAPK信号通路的激活,引起细胞增殖、炎症反应,最终引起肾脏细胞的损伤及凋亡。EGCG能通过抑制Erkl/2-P38MAPK信号通路及激活P13K-AKT信号通路,改善肾脏受损情况。在2型糖尿病模型db/db小鼠中,EGCG发挥了肾脏保护作用,其机制可能与EGCG减少血管紧张素Ⅱ和AT-1R蛋白的表达,抑制Erkl/2-P38MAPK信号通路,减轻氧化应激反应,激活P13K-AKT信号通路有着密切联系[17]。

三、EGCG对DKD的临床研究

研究者对EGCG的实验室研究比较全面,延伸到临床治疗的研究较为匮乏。2016年Borges等设计了一项随机双盲EGCG治疗DKD患者持续性蛋白尿的研究。目前多因素治疗主要集中在临床上对血压、血糖、血脂的控制,经多项研究证实血管紧张素转化酶抑制剂或血管紧张素受体拮抗剂均可有效控制DKD。该项临床研究利用RAS阻断剂联合EGCG治疗,患者随机被分为两组,接受绿茶多酚GTP(含有800 mg EGCG儿茶素没食子酸盐)治疗组或者安慰剂组持续12周。GTP治疗使得尿白蛋白肌酐比值(UACR)下降了41%,而安慰剂组在UACR比值增加了2%。

该研究讨论在最大剂量使用血管紧张素转化酶抑制剂或血管紧张素受体拮抗剂的前提下,其中一组DKD患者同时还联合GTP来治疗持续性蛋白尿的有效性及安全性,机制可能是GTP使DKK-1表达下降,激活WNT通路,减少了足细胞的凋亡,提高了肾小球屏障的选择性。也可能因为GTP抑制了炎症介质如肿瘤坏死因子α的表达[18]。DKK-1是WNT通路的主要调节子,WNT通路是一组高度保守分泌介质,可以调节了一系列细胞程序例如增殖和分化、存活、细胞终点和迁移。但是缺乏WNT通路作用于足细胞凋亡的证据。在糖尿病试验中,高糖会刺激TRPC6来激活WNT通路,最终导致了足细胞凋亡[19],然而Kato却发现WNT通路的下调会明显增加细胞凋亡[20]。体外及体内实验均说明高糖或者WNT受体阻断剂-LRP6以及DKK-1或沉默RNA会增加糖原合成酶3β(GSK3β),最终引起足细胞凋亡[21]。GSK3β也是WNT通路的调节子,它的活化促使转录因子β连环蛋白的蛋白酶体降解,抑制细胞浆浓聚和细胞核易位。WNT靶基因不能被β连环蛋白转录。通过活化型半胱天冬酶-3和TUNEL试验,检测到随着DKK-1浓度增加,DKD患者的血清会促使足细胞凋亡,说明以DKK-1干预足细胞,GTP对糖尿病患者保护作用将会丧失。这是第一项随机双盲,安慰剂与对照组的临床试验,用以解释GTP联合RAS阻断剂改善DKD患者的持续性蛋白尿。这一研究关键在于GTP抑制了DKK-1的表达从而减少了足细胞的凋亡[22]。

四、治疗剂量及不良反应

目前许多临床实验已经开始摸索EGCG在肿瘤、高脂血症或糖尿病的治疗剂量及不良反应[23-24]。通常每日服用EGCG 200~600 mg,极少出现不良反应[25]。雄激素依赖转移性前列腺癌第二阶段的绿茶试验患者每日口服6 g绿茶,其中69%患者有药物不良反应如恶心呕吐、失眠、疲劳、腹泻、腹痛和精神错乱。临床使用EGCG治疗DKD的研究多联合其他药物协同治疗可减少服用剂量,减轻药物不良反应,而治疗效果却得到增强。但是此类临床实际应用的研究较少,且入组样本量不大,未比较药物不同剂量的效果及不良反应,尚有遗憾之处[22]。

五、结论

早期DKD治疗可以有效减少终末期肾病的发生,改善DKD患者的生活质量,而EGCG能够抑制多条细胞信号通路传导,减轻DKD的氧化应激反应,保护肾脏功能,联合其他药物(例如血管紧张素转化酶抑制剂或血管紧张素受体阻滞剂类药物)可以成为早期DKD治疗新手段。

[1] 张媛媛, 侯卫平, 袁发焕. EGCG对肾脏疾病保护作用的研究进展[J]. 中国中西医结合肾病杂志, 2013, 14(11): 1022-1024.

[2] 陈永对. 糖尿病肾病与糖基化终产物受体基因相关性的研究[J].中国中西医结合肾病杂志, 2005, 6(12): 742-744.

[3] Sourris KC, Harcourt BE, Penfold SA, et al. Modulation of the cellular expression of circulating advanced glycation end-product receptors in type 2 diabetic nephropathy[J]. Exp Diabetes Res, 2010, 2010:974681.

[4] Bigl K, Gaunitz F, Schmitt A, et al. Cytotoxicity of advanced glycation endproducts in human micro-and astroglial cell lines depends on the degree of protein glycation[J]. J Neural Transm, 2008, 115(11): 1545-1556.

[5] Yan SF, Ramasamy R, Schmist AM. The RAGE axis: a fundamental mechanism signaling danger to the vulnerable vasculature[J]. Circ Res, 2010, 106(5): 842-853.

[6] Yamabe N, Yokozawa T, Oya T, et al. Therapeutic potential of (-)-epigallocatechin 3-O-gallate on renal damage in diabetic nephropathy model rats[J]. J Pharmacol Exp Ther, 2006, 319(1): 228-236.

[7] Leu JG, Lin CY, Jian JH, et al. Epigallocatechin-3-gallate combined with alpha lipoic acid attenuates high glucose-induced receptor for advanced glycation end products (RAGE) expression in human embryonic kidney cell[J]. An Acad Bras Cienc, 2013, 85(2): 745-752.

[8] Yamabe N, Yokozawa T, Oya T, et al. Therapeutic potential of (-)-epigallocatechin 3-O-gallate on renal damage in diabetic nephropathy model rats[J]. J Pharmacol Exp Ther, 2006, 319(1): 228-236.

[9] Jiao B, Wang YS, Cheng YN, et al. Valsartan attenuated oxidative stress, decreased MCP-1 and TGF-beta1 expression in glomerular mesangial and epithelial cells induced by high-glucose levels[J]. Biosci Trends, 2011, 5(4): 173-181.

[10] Watanabe K, Thandavarayan RA, Harima M, et al. Role of differential signaling pathways and oxidative stress in diabetic cardiomyopathy[J]. Curr Cardiol Rev, 2010, 6(4): 280-290.

[11] Yamagishi S. Role of advanced glycation end products (AGEs) and receptor for AGEs(RAGE) in vascular damage in diabetes[J]. Exp Gerontol, 2011, 46(4): 217-224.

[12] Singh R, Akhtar N, Haqqi TM, et al. Green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate:inflammation and arthritis [corrected]. Life Sci, 2010, 86(25-26): 907-918.

[13] Liang YJ, Jian JH, Liu YC, et al. Advanced glycation end products-induced apoptosis attenuated by PPAR delta activation and epigallocatechin gallate through NF-kappaB pathway in human embryonic kidney cells and human mesangial cells[J]. Diabetes Metab Res Rev, 2010, 26(5): 406-416.

[14] Lee SJ, Lee KW. Protective effect of (-)-epigallocatechin gallate against advanced glycation endproductsinduced injury in neuronal cells[J]. Biol Pharm Bull, 2007, 30(8): 1369-1373.

[15] Peng A, Ye T, Rakheja D, et al. The green tea polyphenol (-)-epigallocatechin-3-gallate ameliorates experimental immune-mediated glomerulonephritis[J]. Kidney Int, 2011, 80(6): 601-611.

[16] 陈生, 于青, 黄洁波, 等. 氯沙坦联合表没食子儿茶素没食子酸酯对大鼠糖尿病肾病治疗的研究[J]. 临床肾脏病杂志, 2012, 12(8): 370-376.

[17] 杨秀红, 李亚秋, 冯聪聪, 等. EGCG对糖尿病小鼠肾脏保护作用的实验观察[J]. 中华医学杂志, 2016, 96(17): 1330-1335.

[18] Navarro-González JF, Mora-Fernández C. The role of inflammatory cytokines in diabetic nephropathy[J]. J Am Soc Nephrol, 2008, 19(3): 433-442.

[19] Li Z, Xu J, Xu P, et al. Wnt/β-catenin signalling pathway mediates high glucose induced cell injury through activation of TRPC6 in podocytes[J]. Cell Prolif, 2013, 46(1): 76-85.

[20] Kato H, Gruenwald A, Suh JH, et al. Wnt/b-catenin pathway in podocytes integrates cell adhesion, differentiation and survival[J]. J Biol Chem, 2011, 286(29): 26003-26015.

[21] Peixoto EB, Papadimitriou A, Teixeira DA, et al. Reduced LRP6 expression and increase in the interaction of GSK3β with p53 contribute to podocyte apoptosis in diabetes mellitus and are prevented by green tee[J]. Nutr Biochem, 2015, 26(4): 416-430.

[22] Borges CM, Papadimitriou A, Duarte DA, et al. The use of green tea polyphenols for treating residual albuminuria in diabetic nephropathy: a double-blind randomised clinical trial[J]. Sci Rep, 2016, 20(6): 28282.

[23] Singh BN, Shankar S, Srivastava RK. Green tea catechin, epigallocatechin-3-gallate(EGCG): echanisms, perspectives and clinical applications[J]. Biochem Pharmacol, 2011, 82(12): 1807-1821.

[24] Wolfram S. Effects of green tea and EGCG on cardiovascular and metabolic health[J]. J Am Coll Nutr, 2007, 26(4): 373S-388S.

[25] Chen D, Wan SB, Yang H, et al. EGCG, green tea polyphenols and their synthetic analogs and prodrugs for human cancer prevention and treatment[J]. Adv Clin Chem, 2011, 53: 155-177.

10.3969/j.issn.1671-2390.2017.12.013

上海市医学重点专科(No.ZK2015A18)

200062 上海,上海中医药大学附属普陀医院肾内科

彭文,E-mail:cranesoar1984@163.com

2017-06-13

2017-11-18)

更正启事

本刊2017年第17卷第10期刊登的《高通量血液透析临床应用研究新进展》一文,因疏忽导致排版校对失误,现更正如下:

1.补充通信作者信息。通信作者:吴芳,E-mail:544868887@qq.com。

2.参考文献第22条,第一作者姓名应为“Hu G”;参考文献第41条,作者姓名应为“Zhao F, Wang Z, Liu L, et al”。

对于排版失误给作者和读者带来的不便之处,编辑部在此深表歉意!

《临床肾脏病杂志》编辑部2017年12月25日

猜你喜欢
儿茶素氧化应激肾脏
保护肾脏从体检开始
中老年保健(2022年3期)2022-08-24 02:58:10
3种冠状病毒感染后的肾脏损伤研究概述
超高效液相色谱法测定茶叶中的儿茶素
基于炎症-氧化应激角度探讨中药对新型冠状病毒肺炎的干预作用
哪些药最伤肾脏
凭什么要捐出我的肾脏
特别健康(2018年9期)2018-09-26 05:45:46
氧化应激与糖尿病视网膜病变
西南军医(2016年6期)2016-01-23 02:21:19
氧化应激与结直肠癌的关系
西南军医(2015年2期)2015-01-22 09:09:37
全甲基化没食子儿茶素没食子酸酯的制备
儿茶素酶促制备茶黄素的研究进展
茶叶通讯(2014年2期)2014-02-27 07:55:38