吴思宇,顾惠贤,张文祥,陈鹏德,姚蓝(新疆医科大学中医学院,新疆 乌鲁木齐 830017)
糖尿病肾病(diabetes kidney disease,DKD)是由糖尿病引起的肾脏微血管慢性并发症之一,是导致慢性肾脏病、终末期肾病患者死亡的主要原因[1]。肥胖是糖尿病患病率上升最主要的原因,25% ~40%的糖尿病患者伴有糖尿病肾病[2]。DKD 发病机制复杂,涉及多种病理生理机制,如高血糖诱导的炎症、氧化应激、肾小管损伤等[3]。细胞焦亡是一种先天免疫反应,可通过毒素、病原体、代谢物等激活炎症小体触发。细胞焦亡被认为是一种促炎程序性细胞死亡[4],其特征表现为:细胞内炎症小体和半胱天冬酶(Caspase)的激活、细胞肿胀直至细胞膜破裂、染色质断裂,以及释放大量的炎性因子,如白细胞介素(IL)-18和IL-1β等[5]。细胞焦亡引起的炎症和细胞损伤可加重肾纤维化、肾小球硬化和肾小管损伤,与糖尿病肾病进展密切相关[6]。
ncRNA 是一类不编码蛋白质的RNA。ncRNA 主要包括微小RNA(miRNA)、长链非编码(lncRNA)和环状RNA(circRNA)。研究发现,在人体中只有1%~2%的基因编码蛋白质的合成,其中大多数被转录成ncRNA,尽管竞争性内源RNA(ncRNA)为不参与编码蛋白质的基因,但可以影响多种编码基因的表达[7]。其中lncRNA和circRNA可以作为ceRNA,竞争性地与miRNA 结合,进而在转录水平影响miRNA 对下游靶基因的调控,参与疾病的发生发展[8]。
研究[9]发现,ncRNA 可以介导细胞焦亡相关通路,在肾脏病中发挥调节作用。因此,研究ncRNA在DKD 细胞焦亡中如何发挥调控作用,对进一步揭示DKD 的发病机制具有指导意义。中医药通过影响肾脏细胞焦亡,在防治DKD 发生发展中涉及多靶点多通路调节的协同作用。本文阐述了lncRNA、miRNA 和circRNA 及相关的ceRNA 网络在调控DKD细胞焦亡过程中的作用,并概述了中医药调控细胞焦亡延缓DKD 的作用机制,以期明确ncRNA 调控细胞焦亡在DKD 发病机制中的作用,以及为中医药治疗DKD提供参考。
当细胞受到病原体攻击时,模式识别受体会触发不同形式的细胞程序性死亡方式,包括细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡,从而清除受感染的细胞以维持内环境稳态[10]。其中细胞焦亡被认为是一种促炎性细胞程序性死亡方式,在2018 年,细胞死亡命名委员会将细胞焦亡的定义更新为“一种调控性细胞死亡(egulated cell death,RCD)”[11]。细胞受到病原微生物侵袭、脂多糖(LPS)和化疗药物等刺激后,炎症小体被激活,触发不同的途径如依赖Caspase-1的经典途径、依赖Caspase-4/5/11的非经典途径以及新发现的Caspase-3和Caspase-8等诱发细胞焦亡[12]。
1.1 Caspase-1 介导的经典细胞焦亡通路炎症小体是含有模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)的多分子复合物[13]。PRRs可以被外源性病原体相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)或内源性损伤相关分子模式(damage associated molecular patterns,DAMPs)刺激后激活,与含Caspase募集结构域(caspase recruitment domain,CARD)的凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing CARD,ASC)结合招募半胱天冬酶1前体(pro-Caspase-1)形成被称为炎症小体的多蛋白信号传导复合物[14]。目前已发现的多种炎症小体中NOD 样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3,NLRP3)炎症小体是迄今为止研究最多最重要的一类,由受体蛋白NLRP3、衔接蛋白ASC 和效应蛋白pro-Caspase-1 多蛋白组成[15]。在细胞焦亡的经典途径中,NLRP3 可以被毒素、病原体、代谢物、结晶物质、核酸等激活,并与ASC结合,ASC招募并切割pro- Caspase- 1, 最终激活Caspase- 1。 活化的Caspase-1一方面将消皮素D(gasdermin D,GSDMD)蛋白切割为GSDMD-C 端(GSDMD-CT)和GSDMD-N 端(GSDMD-NT)结构域,GSDMD-NT 在细胞膜上打孔,形成许多蜂窝状孔,导致细胞渗透压改变,引起细胞肿胀形成气泡状突起并最终破裂,释放大量促炎性细胞质内容物,进而招募免疫细胞触发炎症级联反应,引起细胞焦亡[16-19];另一方面,细胞中活化的Caspase-1还可将pro-IL-1β和pro-IL-18切割成成熟的IL-1β 和IL-18,从破裂的细胞中释放可引起细胞焦亡并诱导炎症反应[20]。因此,NLRP3、Caspase-1为细胞焦亡经典通路中的关键调节因子。
1.2 Caspase-4/5/11 介导的非经典细胞焦亡通路研究[21-22]发现生物体Caspase-4/5、Caspase-11蛋白参与非经典的细胞焦亡途径,革兰氏阴性细菌和胞质中的LPS 可以结合Caspase-4/5/11 蛋白并使其活化。活化的Caspase-4/5/11 一方面切割GSDMD 以产生GSDMD-NT,GSDMD 既是细胞焦亡发生的关键效应蛋白,也是Caspase-1 和Caspase-4/5/11 的作用底物,其切割产物GSDMD-NT 可诱导细胞膜孔产生,促进IL-1β的释放[17,23];另一方面活化NLRP3炎症小体以激活Caspase-1 介导的IL-1β 和IL-18 的成熟与释放,导致细胞焦亡的发生[24-25]。
1.3 Caspase-3、8 介导的细胞焦亡通路新发现的细胞焦亡途径由Caspase-3、8 触发。TNF-α 或化疗药物可诱导激活Caspase-3。活化的Caspase-3 将GSDME切割成GSDME-C端片段(GSDME-CT)和具有造孔活性的GSDME-N端片段(GSDME-NT),诱导膜孔产生。同时,高表达的GSDME将TNF-α诱导的细胞凋亡转变为细胞焦亡[26-27]。
Sarhan 等[28]在假结核耶尔森氏菌感染的小鼠巨噬细胞中发现,抑制转化生长因子激酶1[transforming growth factor β(TGF-β)-activated kinase 1,TAK1]可以诱导Caspase-8的活化并组成死亡复合物,这种复合物通过驱动Caspase-1/11 对GSDMD 的切割,以及Caspase-3/7对GSDME的切割,最终导致细胞焦亡的发生。此外,在缺氧状态下的肿瘤细胞中,GSDMC在TNF-α 的刺激下被Caspase-8 特异性切割产生GSDMC-NT,并在细胞膜上形成孔以诱导细胞焦亡[29]。因此,Caspase-3和Caspase-8也可以诱导细胞焦亡,涉及Caspase-3/GSDME 和Caspase-8/GSDMD/GSDME/GSDMC信号通路。
肾小管上皮细胞、足细胞、肾小球系膜细胞均可发生细胞焦亡,从而加重DKD 的肾损伤[30]。此外,ncRNA 还可以形成ceRNA 网络参与DKD 的发生发展过程[31]。ncRNA包括miRNA、lncRNA和circRNA,可直接或间接调节细胞焦亡关键因子硫氧还蛋白相互作用蛋白(thioredoxin-interacting protein,TXNIP)、ASC、Caspase-1、NLRP3、GSDMD 和促炎细胞因子IL-1β、IL-18 等的表达水平,进而调控DKD 肾脏固有细胞焦亡和炎症反应,参与DKD 的进展。见表1。
表1 调控糖尿病肾病细胞焦亡的ncRNATable 1 ncRNAs in regulating pyroptosis in diabetic kidney disease
2.1 参与DKD 细胞焦亡相关的miRNAs
2.1.1 miRNA miRNA是长度为19~25个核苷酸的内源性单链非编码RNA,通过与mRNA 特异性结合,从而抑制转录后基因的表达。miRNA 在调控基因表达、细胞周期、生物体发育时序等方面起重要作用。因此,miRNA 已成为各种疾病发展中的研究重点[52]。miRNA 介导的基因调控在DKD 的发生发展及治疗的过程中起到重要作用,可通过影响某些信号通路蛋白的表达来调控DKD 的病理过程[53],也可通过介导炎症小体、Caspase家族和gasdermin家族蛋白的表达,参与DKD细胞焦亡的发生发展[9]。
2.1.2 miRNA 调控DKD 细胞焦亡 在DKD 动物模型肾组织或高糖(high glucose,HG)诱导的肾脏细胞模型中,miR-21-5p、has-miR-4449 的表达水平显著上调,此时抑制这些miRNA 的表达水平可以抑制DKD细胞焦亡。研究[32]发现,巨噬细胞衍生的细胞外囊泡中的miR-21-5p 可以靶向抑制锌指蛋白A20(Zinc-finger protein A20,A20)调节NLRP3 炎症途径,从而促进DKD 足细胞焦亡和损伤。人肾小管上皮细胞(human renal tubular epithelial cells,HK-2)在给予从DKD 患者中分离的血清外泌体后,Caspase-1和碘化丙啶(PI)染色双阳性显示细胞焦亡水平显著增加,且has-miR-4449 和细胞焦亡因子Caspase-1、GSDMD-N、IL-1β、IL-18、NLRP3 的表达显著增加,作用机制为has-miR-4449 可以通过抑制肿瘤高甲基化基因1(Hypermethylated in cancer 1,HIC1)的抗氧化应激作用,促进HK-2细胞焦亡[33]。
有些miRNA 在DKD 中的表达水平显著下调,例如miR-497、miR-200a、miR-29a、miR-10a/b 等,促进这些miRNA 的表达可以抑制DKD 细胞焦亡。李嵘等[34]研究发现,HG 和胰岛素诱导人肾小球系膜细胞(human glomerular mesangial cells,HRMC)后,Caspase-1 和碘化丙啶(propidium iodide,PI)染色双阳性显示细胞焦亡率显著增加,miR-497的表达水平下降,然而在此基础上过表达miR-497,可抑制Caspase-1、IL-1β、IL-18 和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的表达,其机制可能是miR-497靶向抑制NLRP1蛋白表达,从而抑制HG和胰岛素诱导的人肾小球系膜细胞焦亡。Ke 等[35]研究发现,在DKD大鼠体内和HG诱导的大鼠近端肾小管上皮细胞系NRK-52E细胞中,下调miR-200a可以刺激NLRP3/TXNIP 通路介导的DKD 大鼠肾小管上皮细胞焦亡。此外,在HG诱导下的小鼠足细胞发生细胞焦亡,伴随着miR-29a表达降低,NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β 和IL-18 表达升高,过表达miR-29a则可以靶向抑制NLRP3 进而抑制足细胞焦亡[36]。同样地,Ding 等[37]发现miR-10a/b 在DKD 小鼠、db/db糖尿病小鼠和DKD患者的肾脏中下调。在HK-2细胞和人足细胞中,过表达miR-10a/b靶向抑制NLRP3炎症小体的激活及其下游级联反应,如Caspase-1 和IL-1β的切割,进而阻止细胞焦亡的发生。
由此可见,miRNA 与DKD 细胞焦亡密切相关,通过直接靶向调节细胞焦亡相关蛋白表达,如NLRP3 炎症小体、Caspase-1、GSDMD、IL-1β 和IL-18等,进而参与DKD细胞焦亡过程。
2.2 DKD 细胞焦亡相关的lncRNAlncRNA 被定义为长度超过200个核苷酸且没有编码蛋白质功能的转录因子,lncRNA 可以通过在转录和转录后水平上竞争性结合miRNA 并调节基因表达和各种生理过程来发挥ceRNA的功能,已发现的lncRNA可以参与细胞增殖、细胞凋亡、自噬、炎症和细胞焦亡等过程,其中部分lncRNA 和miRNA 竞争性地结合mRNA,调控细胞焦亡通路靶点的表达,影响DKD的进展[54-55]。
2.2.1 lncRNA-miRNA 调控DKD 细胞焦亡 lncRNA可以靶向调控miRNA 的表达,进而影响DKD 的细胞焦亡,而这些miRNA 调控细胞焦亡的下游靶标有待进一步研究。
在DKD中,与正常组相比,有些lncRNA 表达相对增加,并与细胞焦亡程度成正相关,包括肺腺癌转移相关转录本1(metastasis- associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)、KCNQ1重叠转录本1(KCNQ1 Overlapping transcript1,KCNQ1OT1)、核内富含转录物2(noncoding nuclear- enriched abundant transcript 2,NEAT2)。临床研究[56]发现,DKD患者血清中lncRNA MALAT1、Caspase-1、IL-18表达水平显著升高,这些因子可被视为早期预测DKD的潜在生物标志物。Yu等[38]研究发现,HG诱导HK-2 细胞和DKD 患者肾组织中的MALAT1 表达升高,HG 诱导的HK-2 细胞中的miR-206 表达显著降低,MALAT1 可以通过靶向结合miR-206,阻止miR-206 对NLRP3、Caspase-1、IL-1β 和GSDMD-N基因表达的沉默效应,进而促进HG诱导的肾小管上皮细胞(Renal tubular epithelial cell,RTEC)的焦亡进程。DKD 患者血浆和HG 诱导的HK-2 细胞中lncRNA KCNQ1OT1 表达升高,miR-506-3p 表达降低,细胞焦亡因子NLRP3、活化的Caspase-1、IL-1β、GSDMD-N 的表达增加。进一步研究发现,沉默KCNQ1OT1可促进miR-506-3p的表达进而阻止HG 诱导的HK-2 细胞焦亡进程[39]。DKD 患者血清和HG 诱导的HK-2 细胞中lncRNA NEAT2 表达相对升高,miR-206 表达相对降低,细胞焦亡因子NLRP3、Caspase-1、IL-1β、GSDMD-N 表达显著升高,其机制是NEAT2 通过靶向抑制miR-206 参与HG 诱导的HK-2细胞焦亡的调控[40]。由此可知,上述lncRNA在DKD 发病过程中均表现为异常高表达,通过靶向调节miRNA促进DKD细胞焦亡进程。
此外,部分lncRNA 在DKD 发病中表达显著下调。Xie 等[41]发现,HG诱导的HK-2细胞中长链非编码RNA 生长阻滞特异性转录本5(long non-coding RNA growth arrest-specific transcript 5,lncRNA GAS5)表达显著降低,miR-452-5p 表达水平显著升高,过表达GAS5 和抑制miR-452-5p 均可抑制细胞焦亡因子NLRP3、Caspase-1、IL-1β 和GSDMD-N 的表达。进一步研究发现,过表达GAS5 通过靶向抑制miR-452-5p的表达抑制HG诱导的HK-2细胞焦亡。
2.2.2 lncRNA-miRNA-mRNA 调控DKD 细胞焦亡lncRNA 还可以作为miRNA的海绵,通过竞争性地结合miRNA,拮抗其对下游细胞焦亡相关基因的mRNA表达的影响,进而调控DKD细胞焦亡。
部分lncRNA,如MALAT1、NEAT1、ANRIL、PWARSN、XIST 在DKD 中表达显著增加,并诱导DKD细胞焦亡的发生发展。其中lncRNA MALAT1可以靶向多个miRNA,调节多种细胞焦亡相关基因的mRNA表达,进而促进DKD细胞焦亡进程。Li等[42]研究发现,在DKD 大鼠和HG 处理的HK-2 细胞中,MALAT1表达显著增加,通过结合miR-23c,进而拮抗miR-23c 对其下游靶基因mRNA 表达的抑制作用,因而其靶基因果蝇胚胎致死视力异常样蛋白1(ELAVL1)、NLRP3、Caspase-1 和IL-1β 的mRNA 表达增加,最终导致HK-2 细胞焦亡。Liu 等[43]发现,HG 诱导的HK-2 细胞中,MALAT1 以及细胞焦亡因子NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18 表达显著上调,伴随miR-30c表达水平降低。MALAT1可以作为miR-30c的海绵并抑制其表达,进而拮抗miR-30c对NLRP3 等焦亡因子mRNA 表达的靶向抑制作用,导致细胞焦亡的发生。与上述研究结果略有不同,Zuo等[44]研究发现,HG 条件下的小鼠足细胞(MPC-5)发生细胞焦亡,Caspase-1、GSDMD、MALAT1 以及miR-200c 的表达水平均升高。进一步实验发现,敲除MALAT1 或miR-200c 均可以抑制细胞焦亡。其机制可能为敲除MALAT1 抑制miR-200c 的表达,进而促进其下游靶基因Nrf2的mRNA表达,阻止HG诱导的小鼠足细胞焦亡和氧化应激的发生。
Zhan 等[45]发现,STZ 诱导的DKD 大鼠和HG 处理的大鼠肾小球系膜细胞系(HBZY-1)细胞中,lncRNA 核富含丰富的转录本1(nuclear enriched abundant transcript 1,NEAT1)表达上调,miR-34c表达下调。进一步研究发现,NEAT1 可能是作为miR-34c的海绵,拮抗miR-34c对NLRP3的靶向抑制,从而促进HG诱导的HBZY-1细胞焦亡。
lncRNA ANRIL 和PWARSN 可作为miRNA 海绵,间接调控TXNIP/NLRP3 信号进而影响DKD 细胞焦亡。Wang等[46]研究发现,DKD患者肾组织和HG诱导的HK-2细胞中,lncRNA INK4基因座中反义非编码RNA(antisense noncoding RNA in the INK4 locus,ANRIL)、TXNIP 基因表达水平显著升高,而miR-497降低,敲除ANRIL通过靶向miR-497抑制TXNIP/NLRP3 信号通路,从而阻止HK-2 细胞焦亡进程。Song 等[47]发现,lncRNA 与SNRPN 相邻的亲系表达转录本(Prader Willi/Angelman region RNA, SNRPN neighbour,PWARSN)在HG处理的HK-2细胞中表达显著增加,进一步研究发现,PWARSN 通过海绵吸附miR-372-3p促进其靶标TXNIP的表达,促进DKD中NLRP3 炎症小体激活和细胞焦亡。STZ 诱导的DKD 大鼠中的lncRNA X 染色体失活特异转录本(X inactive specific transcript,XIST)表达显著升高,伴随miR-15b-5p 表达显著降低。体内外实验发现:沉默XIST可以抑制NLRP3/Caspase-1介导的RTEC细胞焦亡,最终缓解DKD 的肾损伤,其机制是通过XIST/miR-15b-5p/TLR4 的ceRNA 网络调控细胞焦亡[48]。由此可知,lncRNA 自身表达水平的改变,可通过其调控的ceRNA 网络达到影响DKD 细胞焦亡的目的。
2.3 DKD 细胞焦亡相关的circRNAcircRNA是一类新发现的ncRNA,具有共价封闭结构,这种结构可保护它们免受RNA外切酶的侵害,circRNA能够靶向(海绵)特定的miRNA 来调节基因表达,在DKD 细胞焦亡发病机制中发挥调节作用[54-55]。
2.3.1 circRNA 调控DKD 细胞焦亡 circACTR2 在HG诱导的HK-2 细胞中上调,敲除circACTR2 可抑制HG 诱导的细胞焦亡和纤维化,因此,circACTR2 可以作为DKD的生物标志物和潜在治疗靶点[49]。
2.3.2 circRNA-miRNA-mRNA 调控DKD 细胞焦亡circRNA ACTR2、 circ_0004951、 circ_0000181 在DKD 中表达水平显著升高,且与DKD 细胞焦亡发生发展呈正相关。DKD 患者肾组织和HG 诱导的HK-2细胞中circ_0004951 表达显著上调。进一步研究发现,circ_0004951作为miR-93-5p的海绵,可上调其靶标NLRP3炎症小体的mRNA表达来促进HG诱导的RTEC 的细胞焦亡[50]。DKD 小鼠中的miR-667-5p 表达显著降低,以鞭毛蛋白(Fla)刺激小鼠肾小管上皮细胞构建DKD体外模型,刺激后细胞中circ_0000181的表达显著升高,而抑制circ_0000181的表达可促进细胞增殖,降低了DKD小鼠中NLR家族含CARD结构蛋白4(NLR family CARD domain-containing protein 4,NLRC4)、Caspase-1 和IL-1β、IL-18 的高表达。进一步研究表明,circ_0000181 可以作为miR-667-5p的竞争性海绵,促进NLRC4炎症小体活化,促进IL-1β和IL-18的释放并诱导细胞焦亡的发生[51]。
中医药在DKD 的防治中具有一定的优势,注重整体观及辨证论治。中医药通过调节糖脂代谢、降低蛋白尿和减轻炎症反应可有效缓解DKD 患者的临床症状,延缓DKD 的病情发展[59]。大量研究证实,中药复方、中药活性成分可通过下调TXNIP、NLRP3、ASC、Caspase-1、GSDMD、IL-1β 和IL-18等蛋白的表达,以抑制DKD细胞焦亡的发生发展。
3.1 中药复方对DKD 细胞焦亡作用的研究研究[60]发现,滋肾丸通过抑制NLRP3 炎症小体活化、抑制炎症因子IL-1β 与IL-18,从而减轻糖尿病小鼠肾脏细胞核的损伤,抑制肾脏炎症和肾小管上皮细胞焦亡。糖肾方可显著下调DKD 大鼠和糖基化牛血清白蛋白(AGE-BSA)诱导的HK-2 细胞中细胞焦亡因子GSDMD、NLRP3、IL-1β和IL-18的表达,改善DKD大鼠的肾损伤,其作用机制是糖肾方通过负向调控TXNIP/NLRP3/GSDMD轴,改善DKD大鼠肾小管上皮氧化应激及细胞焦亡进程[61]。加味升降散和当归补血汤均可通过下调TXNIP/NLRP3/GSDMD信号通路,抑制高糖高脂饲料和STZ 诱导的DKD 大鼠足细胞焦亡所导致的肾损伤,延缓DKD的发病进程[62-63]。肾消解毒通络方可通过调控NLRP3/Caspase-1/GSDMD 信号通路,抑制DKD 模型鼠肾脏组织细胞焦亡,进而减轻模型鼠肾脏损伤并改善肾功能[64]。益气养阴活血方、葛根芩连汤加味方和复方益肾康通过下调DKD大鼠肾脏细胞焦亡因子NLRP3、 Caspase- 1、GSDMD-N、IL-1β 蛋白表达,发挥对DKD 模型大鼠肾脏的保护作用[65-67]。黄芩汤能显著下调DKD模型大鼠肾组织中核因子κB(nuclear factor kappaB,NF-κB)、NLRP3、ASC、Caspase-1、IL18、IL-1β 和GSDMD的蛋白表达,其对DKD 的作用机制可能与抑制肾脏NF-κB/NLRP3/Caspase-1 细胞焦亡通路有关[68]。三黄益肾胶囊通过降低DKD 模型大鼠肾组织中的细胞焦亡蛋白NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β 和IL-18 的表达,延缓DKD 模型大鼠肾脏组织细胞焦亡,发挥对肾脏的保护作用[69]。
因此,上述复方中药可通过抑制DKD 肾组织细胞焦亡相关因子TXNIP、ASC、NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β、IL-18,改善DKD肾脏炎症损伤。
3.2 中药有效成分调节DKD 肾脏细胞焦亡的研究An 等[70]研究发现,安石榴苷可以下调DKD 模型小鼠肾组织中的细胞焦亡因子NLRP3、Caspase-1、GSDMD 和IL-1β 的表达,改善模型小鼠肾组织细胞焦亡损伤,其机制与抑制细胞焦亡相关的TXNIP/NLRP3 通路有关。Wang 等[71]发现,五味子甲素可通过调控TXNIP/NLRP3 轴可在体内体外减缓DKD 小鼠中细胞焦亡和炎症,进而改善DKD 小鼠肾损伤。新藤黄酸可通过抑制AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)/TXNIP/NLRP3通路保护HK-2细胞免受HG 诱导的炎症和焦亡损伤[72]。Ding 等[73]发现,小檗碱可抑制DKD模型金仓鼠肾组织中NLRP3/Caspase-1/GSDMD 信号通路,进而抑制金仓鼠肾组织细胞焦亡及炎症损伤,改善肾功能,减缓DKD 肾脏损伤。黄蜀葵总黄酮可通过抑制NLRP3 炎症小体活化,改善HG诱导的足细胞焦亡和损伤[74]。水蛭素可显著改善DKD 模型小鼠肾组织及高糖/脂多糖培养的小鼠原代肾小球内皮细胞、RTEC和骨髓来源巨噬细胞中的细胞焦亡,其机制是水蛭素通过抑制干扰素调节因子2(Interferon regulatory factor 2,Irf2)改善GSDMD 介导的细胞焦亡[75]。丹参酮IIA 可下调HG 刺激的HK-2 细胞中焦亡因子Caspase-1、GSDMD-N、IL-1β、IL-18 的表达水平。进一步研究发现,丹参酮IIA可通过抑制TGF-β1的表达,进而逆转由TGFβ1诱导的HK-2细胞焦亡损伤[76]。大蒜素能有效减少DKD 模型大鼠肾组织病理损伤,其机制可能与抑制NLRP3/Caspase-1通路活化,进而减轻DKD肾组织细胞焦亡有关[77]。
上述研究表明,中药及其有效成分可通过阻止DKD 肾组织多种细胞的焦亡损伤,发挥对DKD 的防治作用,其作用机制可能涉及多靶点多通路的协同调节作用。
细胞死亡是组织维持正常生理功能和形态所必需的,也是临床疾病中组织器官病理损伤的重要诊断依据[78]。减少足细胞、肾小管上皮细胞和肾系膜细胞损伤和死亡是DKD 治疗的主要目标。作为程序性细胞死亡的一种形式,细胞焦亡有两面性,一方面,其对于维持生理稳态和防御病原体入侵至关重要,当宿主受到外源性、内源性等病原微生物攻击时,细胞可通过程序性死亡方式清除受感染的细胞;另一方面,过度的细胞焦亡会导致机体产生持续的炎症反应,导致炎症性疾病的发生[79]。因此,控制细胞焦亡的程度对调控疾病的病理进展至关重要。细胞焦亡与DKD 的发生发展密切相关,是近年来病理和临床的研究热点[80]。ncRNA 及ceRNA 通过靶向介导细胞焦亡信号通路相关蛋白的表达以影响DKD 的发生和发展,中医药可通过抑制细胞焦亡以延缓DKD的进展,涉及的调控细胞焦亡因子主要有ASC、NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β和IL-18。目前中医药研究主要聚焦于ncRNA调控Caspase-1相关细胞焦亡通路在DKD 进展中的作用,而有关ncRNA 调控Caspase-4/5/11、Caspase-3、Caspase-8 参与DKD细胞焦亡中的作用研究甚少,有待进一步探索。且关于中医药调控DKD 细胞焦亡过程中参与的ncRNA和ceRNA的研究几乎没有,尚待深入研究。